動靜態的比較

擴展名

編譯操作

執行的狀態

生成靜態庫

生成動態庫

總結

在linux作業系統中，函式庫是一個非常重要的的東西，因為很多軟體之間都會互相使用彼此提供的函式來使用其特殊的功能，例如

我們在寫c語言的時候，但我們要使用printf這個函式時，我們都會包含stdio.h這個庫，因為printf的具體實作是放在stdio.h檔案里面的，

什么叫做庫呢？

函式庫其實本質是一堆非包含main的函式的.c檔案，通過編譯后形成相對應的.o檔案，然后將這堆.o檔案中所有代碼打包在一個檔案下，這個檔案就是庫，也就是說函式庫是一堆.o檔案的集合，當我們要使用該庫的某些功能時，我們只需要將我們的程式和庫中的某些.o檔案鏈接起來就可以了，

函式庫根據使用的型別分為兩大類，分別是靜態庫（Static)和動態庫（Dynamic).

動靜態的比較

擴展名

靜態庫的通常是擴展名為 libxxx.a, xxx是實際庫名稱，靜態庫庫的名稱是去掉前綴lib和后綴.a，

動態庫的通常的擴展名為libxxx.so，xxx是實際的庫的名稱，動態庫的名稱是去掉前綴lib，和后綴.so

ldd test 查看test可執行程式所依賴的動態庫

test所依賴的動態庫的擴展名是libc.so.6，當我們去掉前綴lib和后綴.so.6時，剩下的c就是我們的庫名稱，所以test依賴的庫是c庫，

編譯操作

靜態庫：

這類函式在編譯鏈接的時候的時候是直接將庫中所有的二進制代碼整合到程式中，所以利用靜態函式庫編譯鏈接形成的的檔案會比較大，

動態庫：

動態函式與靜態函式庫的編譯是差異是很大的，動態庫在編譯的時候，在程式中僅保留一個指標而已，也就是說，動態函式的中的檔案并沒有將所有的代碼整合到程式中，而是該程式在運行時，要使用該函式庫的內容時，才通過指標去讀取函式庫來使用，程式中僅包含動態庫的指標，所以該程式檔案會比較小，

執行的狀態

靜態庫鏈接：編譯成功的可執行檔案是可以獨立運行的，不需要依賴任何外界的庫才能夠運行，靜態庫中的代碼是被映射到程式地址空間的代碼區上，

動態庫鏈接：動態庫鏈接的可執行程式不能夠獨立運行，它的運行必須依賴動態庫，所以動態庫必須存在才行，而且函式庫的所在目錄也不能被改變，當程式在運行時需要動態庫的功能時，程式會去某個路徑下去讀取動態庫，所以動態庫不能夠隨便的洗掉或者移動，它將會影響很多個程式，

程式在運行時，當程式需要動態庫中的功能時，系統會將動態庫加載到記憶體中，然后將動態庫中的代碼映射到程式的地址空間的共享區中，也就是說一個動態庫在記憶體中可以被若干個行程給共享著，當有很多個行程的時候，只需要有一份動態庫的代碼就可以維持這些行程的運行，所以動態庫是可以節省記憶體空間的，當行程需要的時候就去動態庫里面找就可以了，所以當動態庫從記憶體中移除的時候，可能會有很多個行程給掛掉，

總結：

靜態庫鏈接的可執行程式

缺點：編譯形成的可執行程式大，當有多個靜態庫鏈接的可執行程式在記憶體中運行時也會消耗大量的記憶體空間，

優點：可以獨立執行，不需要要求讀取其他庫的內容才能運行，

動態庫鏈接的可執行程式：

缺點：不能夠獨立執行，必須依賴動態庫，如果沒有動態庫時，則相關的所有的動態鏈接的可執行程式都不能運行，

優點：編譯鏈接形成的可執行程式小，當有多個動態庫鏈接形成的可執行程式在記憶體中運行時，可以節省大量的記憶體空間，因為只需要加載一份動態庫的內容，就能維持相關的可執行程式，

生成靜態庫

既然我們知道靜態庫的原理后，我們得學會怎樣去制作一個自己的靜態庫，

我想實作加法功能和減法的功能，然后將它們打包成一個靜態庫，以后要用的時候，我們直接呼叫我們寫的介面即可，

程序：

首先我們先需要將add.c和sub.c行成add.o檔案和sub.o檔案

[sjp@iZwz97d32td9ocseu9tkn4Z lesson21]$ gcc -c add.c sub.c

然后將我們的add.o檔案和sub.o檔案給打包形成我們的靜態庫

[sjp@iZwz97d32td9ocseu9tkn4Z lesson21]$ ar -rc libmymath.a add.o sub.o

將add.o和sub.o檔案打包形成我們的libmymath.a靜態庫檔案，

這樣我們的靜態庫就創建完了，創建完之后，我們該怎么使用這個靜態庫呢？

我們給一個程式編譯的時候，是需要將庫的頭檔案和庫的實作給讓我們的編譯器能夠找到，所以我們先把靜態庫中包含的頭檔案和靜態庫分別放在不同的目錄下，以便編譯器可以找到它，

我們將所有頭檔案都放在mathlib下的include的目錄下

把.a檔案放在mathlib下的lib目錄下

#創建lib目錄
[sjp@iZwz97d32td9ocseu9tkn4Z lesson21]$ mkdir -p mathlib/lib  
[sjp@iZwz97d32td9ocseu9tkn4Z lesson21]$ mkdir mathlib/include #創建include目錄
 #將libmymath.a檔案放到lib下
[sjp@iZwz97d32td9ocseu9tkn4Z lesson21]$ cp *.a ./mathlib/lib 
#將add.h sub.h檔案放到
[sjp@iZwz97d32td9ocseu9tkn4Z lesson21]$ cp *.h ./mathlib/include include下
[sjp@iZwz97d32td9ocseu9tkn4Z lesson21]$ tree #查看目錄結構
.
├── add.c
├── add.h
├── add.o
├── libmymath.a
├── mathlib
│   ├── include
│   │   ├── add.h
│   │   └── sub.h
│   └── lib
│       └── libmymath.a
├── sub.c
├── sub.h
└── sub.o

我們創建一個test.c檔案，然后呼叫add介面，

gcc test.c：編譯test.c檔案

我們發現編譯器報錯找不到add.h檔案

所以我們在gcc編譯時加上 -I ./mathlib/include，

加上-I 路徑是編譯時使編譯器到指定的路徑下尋找頭檔案

此時我們發現我們找不到add的具體實作,因為編譯器不知道要去哪個路徑下找有add實作的庫，

所以我們需要在加上-L ./mathlib/lib 指明編譯器到./mathlib/lib的路徑下尋找有add實作的庫

加上-L ./mathlib/lib之后，我們發現還是找不到add的具體實作，因為該./mathlib/lib路徑下有可能存在很多的靜態庫，所以當編譯器到該路徑下時不知道要鏈接哪一個庫，因此我們得再加一個

-l mymath,指明要鏈接哪一個庫（注意-l后面加的是庫的名稱，而不是庫的擴展名）

那么為什么我們之前用c庫里面的函式的時候，我們只需要gcc test.c即可編譯完成，不需要加上后面那些指令就可以完成編譯呢？

因為我們的c庫是放在是放在系統的路徑下，當我們編譯的時候，編譯器會自動去改路徑下尋找庫的頭檔案和庫的實作，

系統存放頭檔案路徑是/usr/include

系統存放庫的路徑是/usr/lib

所以我們也可以將我們的的頭檔案放到/usr/include的路徑下，把我們的libmymath.a庫檔案放到/usr/lib的路徑下，這樣我們的編譯器編譯的時候就會到這兩個路徑下去尋找我們的頭檔案和庫檔案了，

#將所有的頭檔案匯入到/usr/include這個路徑的目錄下
[sjp@iZwz97d32td9ocseu9tkn4Z lesson21]$ sudo cp mathlib/include/* /usr/include
#將靜態庫.a檔案匯入到/usr/lib這個路徑的目錄下
[sjp@iZwz97d32td9ocseu9tkn4Z lesson21]$ sudo cp mathlib/lib/*.a  /usr/lib

但是我們編譯gcc test.c時還是找不到add的實作，

因為編譯器還是找不到add的具體實作在哪一個庫，所以，需要指明-l要指明鏈接哪一個庫，那為什么之前使用c庫的函式就不用指明鏈接的庫檔案呢？

因為gcc編譯器會自動幫我們去鏈接c庫函式，

生成動態庫

知道怎么靜態怎么制作后，接下來我們得學習如何制作動態庫了，

生成動態庫也是需要先將.c檔案編譯生成.o檔案，只是生成.o檔案的時候需要帶上

gcc -fpic

-fpic選項作用于編譯階段，告訴編譯器產生與位置無關代碼
(Position-Independent Code)，則產生的代碼中，沒有絕對
地址，全部使用相對地址，故而代碼可以被加載器加載到內
存的任意位置，都可以正確的執行，這正是共享庫所要求的，
共享庫被加載時，在記憶體的位置不是固定的，