Linux系统上库文件的生成与使用（静态库和动态库）

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1、什么是库文件？

库是一组预先编译好的方法的集合，是计算机上的一类文件，提供给使用者一些开箱即用的变量、函数或类。库文件分为静态库和动态库，静态库和动态库的区别体现在程序的链接阶段。

一般来说，Windows的静态库文件扩展名是 .lib，动态库文件扩展名是 .dll (Dynamic-Link Libraries)；Linux的静态库扩展名是 .a，动态库扩展名是 .so (Shared Object)。内容一样，都是将函数封装，编译后生成.o文件，将所有 .o 文件合并生成库文件，再将供自己或他人调用。好处在于编译后的库文件的源代码被加密，使用者看不到，可保密。

Linux系统存储的库的位置一般在：/lib 和 /usr/lib。 在 64 位的系统上有些库也可能被存储在/usr/lib64 下。库的头文件一般会被存储在 /usr/include 下或其子目录下。

Linux库有两种，一种是静态库，其命令规则为 libxxx.a；一种是共享库，其命令规则为 libxxx.so。

2、静态库的生成与使用

静态库是.o 文件打包的结果，.o文件的数量可以是1个，也可以是多个。生成的过程需要使用 ar 工具来操作。

测试文件：

add.c：

max.c：

foo.h：

main.c：

2.1、生成 .o 文件

使用命令：gcc -c 源文件序列。

命令的用法是多种多样的，可以分步经 预处理、编译、汇编 生成 .o 文件，也可以直接使用 gcc -c 源文件名，一步生成 .o 文件。

例如，使用命令 gcc -c add.c max.c ，一步生成两个文件的 .o 文件。

2.2、创建静态库

使用命令：ar crv lib库名.a add.o max.o。

例如，使用 ar crv libfoo.a add.o max.o，生成库名为libfoo.a，包含add和max两种方法的静态库。

c 参数是创建库；r 参数是将方法添加到库中；v 参数显示详细过程。

2.3、使用静态库

使用命令：gcc -o main main.c -L 库文件所在路径 -l 库名。

在当前程序中使用静态库的方法，就是使用 gcc -o 生成的可执行程序名 当前程序 -L 库文件所在路径 -l 库名。

● -L 指定库文件所在路径

● -l 指定库名（库名是libxxx.a中的xxx，无lib.a）

例如，gcc -o main main.c -L . -l foo，目标库文件就在当前目录下，所以路径为 . ，库文件名在去除lib.a后为 foo。

此时，成功生成了可执行程序。

执行程序后，发现程序结果符合预期，所以使用的库文件是正确的，并且成功使用了。

3、动态（共享）库的生成与使用

动态库的测试文件除main程序外与静态库的测试文件相同：add.c、max.c、foo.h。

main.c：

3.1、生成 .o 文件

gcc -c add.c max.c。

3.2、生成动态库文件

使用命令：gcc -shared -fPIC -o libfoo.so add.o max.o。

使用如上命令，就可以根据add.o和max.o文件，生成名为 libfoo.so 的动态库文件。

3.3、使用动态库

使用命令：gcc -o main main.c -L . -l foo。

-L还是指定库文件所在路径，-l 指定库文件名。但是在命令使用前，我们需要了解一件事情，就是系统对动态库的链接，默认是在 /usr/lib 目录下的，意思就是就算此时我们指定了库文件所在路径，系统还是会去 /usr/lib 目录下寻找动态库文件。此时，有两种解决方案：

1、将自制的动态库文件移动到 /usr/lib 目录下。

此时，在使用动态库时就不用指定库文件所在路径了，但需要注意不能库文件名与 /usr/lib 目录下原有动态库文件重名。

此时，使用 gcc -o main main.c -l foo 命令后，成功生成可执行文件。

在执行文件后，程序结果正确，所以动态库生成与使用成功。

2、修改环境变量，使可在当前目录下链接动态库。

命令：export LD_LIBRARY_PATH=. 。

设置该环境变量之后，系统在发现程序想要链接动态库时，就会默认先从当前路径寻找该动态库，找到后就链接；若没有找到就会返回到 /usr/lib 路径下寻找该动态库，找到后链接。若找遍所有位置都没找到，则报错。

此时，设置环境变量后，先将动态库文件从 /usr/lib 目录下移动回来。

再使用gcc -o main main.c -L . -l foo 命令，使用动态库。

新生成的main可执行程序将原main程序覆盖。

./main程序执行正确，libfoo.so动态库文件使用成功。

两个额外命令：删除指定环境变量：unset LD_LIBRARY_PATH；查看环境变量的值：echo $LD_LIBRARY_PATH。

3.4、查看可执行程序依赖的动态库

命令：ldd 可执行程序名。

4、静态库与动态库的区别

每一个程序在使用静态库时linux动态库，都会将静态库文件拷贝一份添加到自身。如果有多个程序都要使用该静态库文件时，都会给自身添加一份拷贝，这就导致会产生空间浪费。在源文件较少时不明显，但如果在一个项目中，静态库文件本身就比较大，并且使用该静态库文件的源程序很多，这就会造成大量内存浪费。

而动态库文件在被使用时，会对所有想使用该动态库的源程序添加一个标记，在程序执行时再链接动态库文件使用。这就是动态库的优点，也是动态库被称为共享库的原因。

（编辑：滁州站长网）

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