概念
静态链接和动态链接是计算机程序编译和执行过程中的两个重要概念，主要涉及程序中使用的代码和库的连接方式。这两者有不同的特点和应用场景。
静态链接
定义
静态链接是在编译时将所有必要的库和代码链接到可执行文件中。
特点
- 发生时间：在编译阶段，所有的依赖库和模块在生成可执行文件时就被绑定到一起。
- 生成文件：最终生成的可执行文件包含了所有的代码，不需要在运行时再查找其他库。
- 性能：由于所有代码在编译时就已链接，运行时不需要额外的符号解析，通常运行速度更快。
- 可移植性：静态链接的可执行文件可以独立于环境进行分发，因为所有依赖都已包含在内。
- 文件大小：由于包含了所有的库，生成的可执行文件通常较大。
原理
1.编译阶段：
- 当程序源代码经过编译器时，会生成中间代码或目标代码。编译器在此阶段分析源代码中的函数和方法调用，并根据符号表解析这些引用。
- 所有的外部依赖（如库文件）会被加入到程序的新可执行文件中。
2.链接器的作用：
- 链接器（Linker）负责将所有的目标文件（object files）和库文件（如 .a 文件）组合成一个完整的可执行文件。
- 链接器会将代码和数据合并，并将同名函数和变量的地址解析到最终的可执行文件中。
3.生成可执行文件：
经过链接后的可执行文件包含了所有的代码（包括使用的库），在运行时不需要其他外部文件。
由于所有的库代码已嵌入其中，静态链接的可执行文件通常较大。
4.性能：
静态链接的优点在于运行时不需要进行符号解析，因此在执行时通常更快。
应用场景
- 在简单的应用、小型项目或对运行效率有高要求的场景中，静态链接是常用的方法。
动态链接
定义
动态链接是在程序运行时将库和代码加载到内存中的过程。
特点
- 发生时间：在运行时，程序会加载所需的动态库（如共享库 DLL 或-so 文件）。
- 共享库：多个程序可以共享同一个动态库，内存使用效率更高。
- 灵活性：动态链接允许程序在运行时根据需要加载库，可以减少初始加载时间。
- 版本管理：如果动态库有更新，程序可以使用较新的库而不需要重新编译。
- 文件大小：生成的可执行文件较小，因为不包含所有的库。
原理
1.编译阶段：
- 在编译时，程序的目标文件会保留对外部库的引用，而不是将库的代码嵌入到可执行文件中。
- 编译器生成的目标文件会包含占位符和库函数的符号信息，而非具体的内存地址。
2.动态链接器的作用：
- 在程序运行时，动态链接器（Dynamic Linker）负责加载和链接程序所需的动态库（如 .so 或 .dll 文件）。
- 当可执行文件启动时，操作系统会查找并加载程序所链接的所有动态库。如果库文件已存在于系统中，动态链接器将加载这些库，而不是从头开始读取。
3.符号解析：
- 动态链接器负责在运行时解析所有未解决的符号（即函数和变量引用）。它根据运行环境中的库来为这些符号分配内存地址。
- 超出所需的部分可以在运行时动态加载，减少内存使用。
4.共享与版本控制：
- 动态链接器允许多个应用程序共享同一个动态库，以减少系统的内存占用。
- 更新动态库时，不需要重新编译应用程序。只需替换动态库即可，前提是保持接口的兼容性。
5.优缺点：
动态链接的主要优点是灵活性、内存效率和 reduces executable file size，但在某些情况下可能会导致稍慢的启动时间。
应用场景
- 在大型应用、需要频繁更新库或共享代码的场景中，动态链接更为常见。
静态链接与动态链接对比
总结
- 静态链接是在编译时将库和代码嵌入可执行文件中，链接器将所有依赖一起处理，生成一个完整的可执行文件，通常在运行时性能更好。
- 动态链接则是在运行时加载所需的库，允许程序共享代码和减少内存占用，具有更好的灵活性和可维护性。
- 静态链接和动态链接各自有优缺点，选择使用哪种方式取决于特定的应用需求、性能考虑和维护便利性。对于性能要求严格且不需要频繁更新的应用，静态链接是一个好选择。而对于需要灵活性和版本管理的应用，动态链接则更为合适。