10 分钟学会 Linux 动静态库

静态库和动态库比较

linux下有两种库，静态库和动态库，它们分别以 .a  和  .so  为后缀名，链接时指定静态库文件，编译器会将静态库的目标代码嵌入到可执行文件中，所以可执行文件的体积较大，共享库的代码是在程序运行时才载入内存的，而且可以实现多个程序共享，在编译过程中仅简单的引用，因此代码体积较小

另外，静态库是将目标代码嵌入到可执行程序，所以，后续库的升级需要重新编译可执行程序，而动态库则只需要更新库文件即可，不需要重新编译可执行程序，它的升级相对方便

下面分别介绍静态库和动态库的生成步骤和使用的方法

静态库

当前目录是 sotest,  b.h 和 b.cpp 位于 sotest/lib 目录下

// sotest/lib/b.h

#include <stdint.h>
#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;


const std::string &UserName();
const std::string &UserPwd();

// sotest/lib/b.cpp
#include "b.h"
std::string g_username = "mytest";
std::string g_userpwd = "654321";
const std::string &UserName()
{
    return g_username;
}
const std::string &UserPwd()
{
    return g_userpwd;
}

• 1、将源文件编译成目标文件 进入 sotest/lib 目录，执行下面的编译命令，编译完成之后，sotest/lib 目录下会生成一个 b.o 的目标文件

• 2、将目标文件打包成 静态库文件，以 .a 作为文件扩展名 进入 sotest/lib 目录，执行下面的命令，将上一步骤中的 b.o 目标文件打包成 libb.a 文件，libb.a 就是静态库文件

关于 ar 命令见下方的说明

命令格式: ar rcs libxxx.a file1.o file2.o表示生成一个名为 libxxx.a 的静态库文件

r - 插入目标文件到库中

c - 创建库文件

s - 创建库文件的索引

• 3、使用静态库 生成静态库以后，使用下面的测试代码进行测试

// sotest/btest.cpp
#include "lib/b.h"

int main(int argc, const char *argv[])
{
    cout << UserName() << ", "<< UserPwd() << endl;
    return 0;
}

使用下面的命令编译代码，编译成功之后执行 ./mytest ， 结果如下

动态库

还是以上面 sotest/lib 目录下的 b.h 和 b.cpp 以及 sotest/btest.cpp 为例来说明动态库的生成和使用方法

• 1、将源文件编译成动态库

进入 sotest/lib 目录，执行下面的编译命令，编译完成之后，sotest/lib 目录下会生成一个 libb.so 的动态库文件

编译说明：-fPIC 告诉编译器产生与位置无关代码，也就是说，产生的代码中，没有绝对地址，全部使用相对地址，所以代码可以被加载到内存的任意位置上，都可以正确的执行。这一点非常重要，也是动态库要求的

• 2、使用动态库

还是使用上面的测试代码，进入 sotest 目录，使用下面的命令编译，并运行，结果如下

命令说明：-L 表示指定动态库的路径，如果没有指定表示使用系统默认的搜索路径(一般是 /lib 或 /usr/lib )， -lb 表示引用 libb.so 库，引用的时候省略了前面的 lib 以及 .so 后缀

我们发现编译成功之后，直接运行可执行程序会报错：加载共享库出错，没有这个文件或者目录，这是由于动态链接器加载时找不到动态库

可能有同学会说，上面编译时，不是用 -L 指定了动态库的路径吗，为什么运行的时候还是提示找不到动态库呢？

这是其实是编译链接和运行加载的区别，上面编译时用 -L 指定的路径，仅指定了编译链接阶段的库文件搜索路径，它无法决定运行时加载库文件的搜索路径，要确保编译通过，只要在 -L 指定的路径中找到了库文件就可以了，但运行与具体的运行环境有关，在编译时无法确定运行时库的搜索路径

所以，运行时提示 libb.so 未找到，一般有下面几个原因

1、libb.so 库文件本身不存在，需要确保已生成该库文件

2、 库文件存在，但不在默认搜索路径中，需要将库文件的路径添加到环境变量 LD_LIBRARY_PATH 中，或者将库拷贝到标准路径 /lib 或 /usr/lib 下

3、库文件依赖其他库文件，需要确保递归地将所有依赖的库路径添加正确

4、 库文件存在且路径正确，但文件名不匹配，例如库文件名是 libb.so.1，而程序在找 libb.so

5、 权限问题，导致无法读取库文件

6、 库文件版本不兼容导致读取失败

逐条对比下就会发现，我们这里是由于没有设置动态库的路径，设置路径有下面几种方法

1、把 libb.so 拷贝到 /lib 或者 /usr/lib

执行 cp 命令把动态库拷贝到 /lib 目录下，具体操作如下图所示

可以看出，把 libb.so 拷贝到 /lib 目录之后，再编译运行，输出就正常了

注意：动态库拷贝到 /lib 或 /usr/lib 目录以后，需要再执行 sudo ldconfig 命令刷新 /etc/ld.so.cache 缓存

2、路径添加到环境变量 LD_LIBRARY_PATH

执行 export 命令把动态库路径 /home/smb/wl/mytst/sotest/lib/ 加入到环境变量 LD_LIBRARY_PATH中，然后再运行，从下图可以看到，最后输出正确

注意：使用 export 把库路径导入环境变量 LD_LIBRARY_PATH  的方法，只针对当前 SSH 连接有效，新打开一个 SSH 连接的时候，又需要重新设置，比较好的方式是把 环境变量 LD_LIBRARY_PATH 加入到 ~/.bashrc中，这样就对当前用户有效，如果把它加到  /etc/bashrc 中，就对所有用户有效

3、路径添加到 /etc/ld.so.conf 中

如下图，打开 /etc/ld.so.config ，写入动态库路径

执行 sudo ldconfig 命令刷新 /etc/ld.so.cache  缓存，然后运行可执行程序，结果如下图

在上面打开 /etc/ld.so.config的时候，我们发现第一行是: include ld.so.config.d/*.conf ，它表示我们也可以把动态库路径放到一个自定义的配置文件中，然后把这个配置文件拷贝到  /etc/ld.so.conf.d/ 目录中即可，可执行程序加载动态库的时候，会自动去自定义配置中目录中搜索, 把库目录写入到自定义配置 my.conf 中

把自定义配置 my.conf 拷贝到 /etc/ld.so.conf.d/ 目录中，并使用 ldconfig 命令刷新缓存

最后，运行可执行程序，可以看出，打印正确

如何查看程序链接的动态库

使用 ldd btest_so 命令可以查看可执行程序加载了哪些动态库以及每个动态库的路径

如上图所示，红框的部分是自己编写的动态库以及动态库的路径，如果加载动态库失败，则会显示 "not found" 的字样，如下图