静态库与共享库详解

静态库与共享库详解

在开发和使用 C 语言编写程序时，库文件（Library）是一个重要的组成部分。库文件是目标文件的集合，可以被其他代码调用。将代码封装编译成库文件有助于简化使用、便于管理，并提高安全性和保密性。本文将详细介绍静态库和共享库（动态库），并演示如何创建和使用它们。

一、静态库

静态库（Static Library）通常以 .a 结尾，是一组目标文件的集合。当我们调用静态库时，库中的二进制指令会被复制到可执行文件中。

• 优点：
  • 运行速度较快
  • 可执行文件在运行时不依赖静态库文件
• 缺点：
  • 可执行文件较大
  • 如果静态库修改后，需要重新编译可执行文件

1. 创建静态库

1. 编译生成目标文件

   gcc -c code.c
   

2. 打包目标文件生成静态库文件

   ar -r libname.a aa.o bb.o cc.o...
   

   • 注意：静态库文件名的前缀必须为 lib，后缀必须为 .a。

2. 使用静态库

1. 直接使用静态库

   gcc code.c libname.a
   

2. 指定库文件的查找路径
   使用 -L 指定库的路径，使用 -l 指定库名（去掉前缀 lib 和后缀 .a）。

   gcc code.c -L /path -l name
   

3. 通过环境变量指定库的默认查找路径
   1. 打开操作系统配置文件：

      vim ~/.bashrc
      

   2. 在文件末尾追加：

      export LIBRARY_PATH=$LIBRARY_PATH:/path
      

   3. 保存退出并重新加载配置文件：

      source ~/.bashrc
      

   4. 之后可以使用以下命令编译程序：

      gcc code.c -lname
      

二、共享库（动态库）

共享库（Shared Library，也称为动态库）通常以 .so 结尾。共享库类似于带入口的可执行文件，当程序运行时，共享库会被加载到内存中，并且可以通过函数名来访问共享库中的内容。

• 优点：
  • 可执行文件较小
  • 修改共享库后不需要重新编译可执行文件
• 缺点：
  • 运行速度比静态库慢
  • 可执行文件在运行时依赖共享库文件

1. 创建共享库

1. 编译生成目标文件
   使用 -fpic 生成与位置无关的代码：

   gcc -fpic -c code.c
   

2. 生成共享库
   使用 -shared 选项创建共享库：

   gcc -shared -fpic a.o b.o... -o libname.so
   

2. 使用共享库

1. 编译时使用共享库
   1. 直接使用共享库编译

      gcc code.c libname.so
      

      需要注意的是，这种方式只能编译成功，运行时还需要确保共享库在系统的默认路径中。
   2. 指定库文件的查找路径

      gcc code.c -L /path -l name
      

   3. 通过环境变量指定库的默认查找路径
      1. 打开操作系统配置文件：

         vim ~/.bashrc
         

      2. 在文件末尾追加：

         export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/path
         

      3. 保存退出并重新加载配置文件：

         source ~/.bashrc
         

3. 运行可执行文件

运行可执行文件时，系统会从默认路径加载共享库。如果共享库不在默认路径中，需要通过设置 LD_LIBRARY_PATH 环境变量来指定共享库的加载路径。

三、注意事项

1. 优先使用共享库：如果在同一目录下同时存在同名的共享库和静态库，编译器会优先使用共享库。
2. 强制使用静态库：可以通过 -static 编译参数来强制使用静态库。

通过以上介绍，我们可以清楚地理解静态库和共享库的区别，以及如何在开发中灵活应用它们。根据项目需求选择合适的库类型，可以更好地优化程序的性能和管理方式。