Linux下动静态库的打包与使用指南(C/C++)

Linux下动静态库的打包与使用指南(C/C++)

什么是库

在软件开发中，我们常常会将一些常用的代码封装成函数或类。如果这些函数或类需要在多个程序中使用，那么将其打包成一个库以供其他程序调用就是一个不错的选择。库分为动态库和静态库两种类型。

静态库和动态库的区别

• 静态库

静态库是指在程序编译时，代码就已经被编译进了可执行文件中。因此，可执行文件体积较大，但是在程序运行时，不需要加载其他 DLL 文件，直接运行即可。这就保证了程序运行的稳定性。

• 动态库

与静态库不同，动态库在程序运行时才会被加载。这样，可执行文件不需要包含整个库代码，减小了可执行文件的体积。但是，程序运行时，若是要使用到动态库中的函数代码，就需要先找到动态库所在的位置，然后再去加载其中的函数代码，这样会稍微增加程序启动的时间，但是这样会减少内存的使用，节省硬盘空间。

静态库的打包与使用

静态库打包

静态库可以通过 gcc 命令行进行打包：

$ gcc -c -o mylib.o mylib.c  //这里是将源文件编译为目标文件的语句
$ ar -r libmylib.a mylib.o   //将编译好的目标文件打包成静态库的语句

• -c 表示编译源文件
• -o mylib.o 表示将源文件编译为目标文件
• ar -r 表示将目标文件打包为静态库
• libmylib.a 表示静态库的名称

静态库使用

静态库使用方法，可以在 gcc 命令行中添加 -lmylib 的参数，其中 -l 表示连接操作（链接器），后面接静态库的名称（去掉前面的"lib"和后面的".a"）。例如：

$ gcc -o myapp myapp.c -lmylib

这个命令将会将 myapp.c 编译为目标文件 myapp，并将 myapp 和库中的函数一起连接，生成可执行文件。

动态库的打包与使用

动态库打包

动态库同样可以通过 gcc 命令行进行打包，不过需要特别标注：

$ gcc -fPIC -shared -o libmylib.so mylib.c

• -fPIC 表示生成与位置无关的代码（PIC）。
• -shared 表示生成动态库。
• -o libmylib.so 表示生成的动态库名称。

动态库使用

动态库使用方法类似于静态库的使用，使用 -lmylib 的参数，不过需要加上 -L 和库文件所在目录的路径。

例如，若库文件在 /usr/local/lib 目录下，可以使用下面的命令运行程序：

$ gcc -o myapp myapp.c -L/usr/local/lib -lmylib

实例说明

• 静态库实例说明

在示例代码中，我们假设存在一个 mylib.c 文件，包含如下代码：

int square(int n) { return n * n; }

使用下面的命令编译 mylib.c 文件并打包生成静态库 libmylib.a：

$ gcc -c -o mylib.o mylib.c
$ ar -r libmylib.a mylib.o

然后，我们可以再编写一个主程序 myapp.c，用来调用 mylib 中的函数：

#include <stdio.h>

int square(int); //声明静态库中的函数

int main(int argc, char *argv[]) {
  int n = 5;
  printf("%d的平方为%d\n", n, square(n)); //调用静态库中的函数
  return 0;
}

最后，使用下面的命令编译 myapp.c 文件：

$ gcc -o myapp myapp.c -L. -lmylib

其中，-L. 表示将当前目录加入到库文件的搜索路径。-lmylib 表示链接到 libmylib.a 静态库文件。

执行 myapp 程序：

$ ./myapp

输出结果为：5的平方为25。

• 动态库实例说明

继续以 mylib.c 为例。我们可以使用下面的命令编译 mylib.c 文件并生成动态库 libmylib.so：

$ gcc -fPIC -shared -o libmylib.so mylib.c

然后，我们可以再编写一个主程序 myapp.c，用来调用 mylib 中的函数：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <dlfcn.h>

typedef int (*f_type)(int); //声明函数指针类型

int main(int argc, char *argv[]) {
  void *handle;
  char *error;
  int (*f)(int);
  int n = 5;
  handle = dlopen("./libmylib.so", RTLD_LAZY);
  if (!handle) {
    fprintf(stderr, "%s\n", dlerror());
    exit(EXIT_FAILURE);
  }
  dlerror();
  f = (f_type)dlsym(handle, "square");
  if ((error = dlerror()) != NULL) {
    fprintf(stderr, "%s\n", error);
    exit(EXIT_FAILURE);
  }
  printf("%d的平方为%d\n", n, (*f)(n));
  dlclose(handle);
  return 0;
}

编译并执行：

$ gcc -o myapp myapp.c -ldl
$ ./myapp

输出结果为：5的平方为25。

这里需要注意一下，使用动态库时，需要使用 dlopen() 函数打开库文件，使用 dlsym() 函数获取指向被调用函数的指针，使用 dlclose() 函数关闭库文件。