链接库动态链接库详细介绍

什么是链接库？

链接库是一些可重复使用的程序代码和数据的集合，它们在运行期间被共享。链接库可以分为静态链接库和动态链接库两种。

静态链接库

静态链接库在编译时被链接到程序中，且相对路径是确定的。当程序执行时，它们被加载到内存中并驻留在进程的地址空间中，直到进程终止。静态链接库的好处是，程序不需要在运行时查找和加载库，因此它们的执行速度相对较快。但是，每个程序都有一份自己的静态库拷贝，这会占用更多的磁盘空间。

动态链接库

动态链接库是通过引用DLL文件在程序执行时进行链接的。当程序启动时，只有DLL文件的引用被加载，而不是整个库。然后，在程序需要访问库的函数或数据时，它将调用共享函数库里的内容，并通过地址重定向来解决所有符号参考。动态链接库的好处是，多个应用程序可以共同使用相同的库，这样，磁盘空间得到了优化。同时，动态链接库可以更新，而不需要重新编译和链接整个程序。

动态链接库的生成过程

1. 编写C/C++程序

首先，我们需要编写C/C++程序，并将它编译成一个静态链接库或动态链接库。对于Linux系统，我们可以使用GCC编译器来完成这一步骤。

2. 生成动态链接库

我们可以使用GCC命令行选项 -shared 来创建一个动态链接库。例如，我们可以使用以下命令生成一个名为libexample.so的动态链接库：

gcc -shared -o libexample.so example.c

3. 使用动态链接库

要使用动态链接库，我们需要告诉编译器从库中获取代码。这可以通过-l选项完成。例如，我们可以使用以下命令来编译使用libexample.so的程序：

gcc -o example example.c -L. -lexample

在这个例子中，-L选项指示编译器在当前目录中查找库文件，-lexample告诉编译器使用libexample.so。

动态链接库的优缺点

优点

1. 节省内存。多个进程可以共享一个库，节省内存消耗。
2. 方便更新。只需要更新动态链接库，即可影响所有引用该库的进程。

缺点

1. 加载和卸载动态链接库需要消耗时间和资源。
2. 动态链接库不如静态链接库执行速度快。

示例说明

以下是使用动态链接库的一个示例：

1. 编写数学库

我们编写mathlib.c文件，包含一个计算平方的函数square：

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

然后，我们使用以下命令将mathlib.c编译生成动态链接库：

gcc -shared -o libmathlib.so mathlib.c

2. 使用数学库

接下来，我们编写main.c文件，使用刚刚生成的数学库，计算2的平方：

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

int main() {
    void *handle;
    int (*square)(int);
    char *error;

    handle = dlopen("./libmathlib.so", RTLD_LAZY);
    if (!handle) {
        fprintf(stderr, "%s\n", dlerror());
        return 1;
    }

    square = dlsym(handle, "square");
    if ((error = dlerror()) != NULL) {
        fprintf(stderr, "%s\n", error);
        return 1;
    }

    printf("The square of %d is %d\n", 2, square(2));
    dlclose(handle);
    return 0;
}

在这个例子中，我们使用了dlopen和dlsym函数来加载动态链接库和获取库中的函数，并计算了平方。最后，我们在程序结束时使用dlclose函数来关闭链接库。

使用以下命令编译main.c 文件：

gcc -o main main.c -ldl

注意，在这个命令中，我们需要使用-ldl选项，以明确告诉编译器在编译时包含动态链接器库。

最后，我们可以使用./main命令运行程序，得到输出 The square of 2 is 4。