Linux下GCC静态动态链接库的使用

本篇讲述Linux下如何利用GCC来制作和使用静态链接库以及动态链接库。

1.静态链接库与动态链接库

早期的共享库以源代码的形式进行，但是由于源代码的方式不利于商业化，即商业公司希望用户使用自己发布的库的同时，不泄露自己的源代码，由此产生了库这样的东西。库主要有以下两种形式：

• 静态链接库
• 动态链接库

• 静态库是出现的比较早的，其本质就是源代码经过只编译不链接形成的中间目标文件(.o文件)，通过ar这个工具来归档成.a文件，这个文件就是静态链接库。用户通过.a文件和.h头文件来使用该库，用户拿到这两个文件后，通过.h头文件得知.a文件中的函数原型，然后在自己的代码中包含该头文件，调用其中的函数，在链接的时候链接器会去.a文件中寻找对应的.o文件，最终链接成可执行文件。
• 动态库比静态库出现晚但是效率更高。静态库在被链接时，把已调用的库的代码复制进了可执行程序中，这会使程序占用非常大的空间。当程序重复调用该函数时，这些代码也会被重复复制。动态链接库不是直接复制，而是做了个链接标记，当程序运行时发现自己调用了一个动态链接库中的函数时，会加载这个库到内存中，以后不管多少个程序在调用这个库，内存中只会有一份该库。

2.制作一个静态链接库

假设我们有一个add函数,我们在.h头文件里写上函数声明，在.c源文件里写上函数定义：

add.h:

#include<stdio.h>

int add(int a,int b);

add.c:

#include"add.h"

int add(int a,int b)
{
    return a+b;
}

制作这个函数的静态库需要经过两步：
首先利用gcc生成.o文件：

gcc -c add.c add.h 

然后使用ar工具生成静态库:

 ar -rc libadd.a add.o

这样就制作好了一个名字为libadd.a的静态文件。一般静态库的名字就是libxxx.a，xxx对应xxx.o。

3.使用静态库

我们首先写一个代码来使用上面的add函数：
test.c：

#include"add.h"

int main(int argc,char**argv)
{
    int a,b;
    printf("现在测试加法,请输入两个整数:\n");
    scanf("%d %d",&a,&b);
    printf("%d + %d = %d\n",a,b,add(a,b));

    return 0;   
}

然后使用如下命令来编译链接该文件，其中-ladd指定依赖的静态库名，这里不需要加.a后缀名:

 gcc -o test  testLib.c -ladd

发现报错：

/usr/bin/ld: cannot find -ladd
collect2: error: ld returned 1 exit status

这是因为当使用-lxxx参数时，链接器会尝试去默认的目录内寻找lxxx.a文件，而当前目录不属于默认目录，所以需要给它指定相应的目录。指定目录使用L参数，具体如下：

gcc -o test  test.c -ladd -L.

其中L后面的.表示当前目录。至此编译链接出可执行文件,通过ls -la命令可以看到，生成的test文件大小为8504字节。

4.制作动态链接库

同样的对于上面的add函数，我们使用如下命令来制造对应的动态链接库：

gcc -c add.h add.c -fPIC
gcc -o libadd.so add.o -shared

其中-fPIC是位置无关编译方式来生成.o文件，-shared是按共享库的方式来链接。这样我们就制作出了一个名为libadd.so的动态库文件。

我们再来编译test.c,命令如下：

 gcc test.c -ladd -L. -o test

发现test大小为8472字节，比静态库要小，小的不明显是因为这里只有一个函数，并且该函数也只调用了一次。