動(dòng)態(tài)庫與靜態(tài)庫優(yōu)缺點(diǎn)比較

1、動(dòng)態(tài)庫與靜態(tài)庫優(yōu)缺點(diǎn)比較我們在編寫一個(gè) C 語言程序的時(shí)候， 經(jīng)常會(huì)遇到好多重 復(fù)或常用的部分，如果每次都重新編寫固然是可以的，不過 那樣會(huì)大大降低工作效率，并且影響代碼的可讀性，更不利 于后期的代碼維護(hù)。我們可以把他們制作成相應(yīng)的功能函 數(shù)，使用時(shí)直接調(diào)用就會(huì)很方便，還可以進(jìn)行后期的功能升 級。 例如我要在一段代碼中多次交換兩個(gè)變量的值， 我可以在代碼中多次寫入 i=x;x=y;y=i; 不過這樣未免有點(diǎn)麻煩我們可以編寫一個(gè) change_two_int() 函數(shù)進(jìn)行簡化。定義如下函數(shù)：void change_two_int(int *a ， int *b)int c;c=*a;*a=*b;

2、*b=c;這樣每次要進(jìn)行交換時(shí)只需調(diào)用 change_two_int(&x , &y); 即可，是否方便了許多？ 那么我們要討論的和這 些有什么關(guān)系呢？庫通俗的說就是把這些常用函數(shù)的目標(biāo) 文件打包在一起，提供相應(yīng)函數(shù)的接口，便于程序員使用。 庫是別人寫好的現(xiàn)有的，成熟的，可以復(fù)用的代碼，我們只 需要知道其接口如何定義，便可以自如使用。 現(xiàn)實(shí) 中每個(gè)程序都要依賴很多基礎(chǔ)的底層庫，不可能每個(gè)人的代 碼都從零開始，因此庫的存在意義非同尋常。比如我們常使 用的 printf 函數(shù)，就是 c 標(biāo)準(zhǔn)庫提供的函數(shù)。我們在使用時(shí) 只需要包含相應(yīng)的頭文件就可以使用（非靜態(tài)編譯還要有相 應(yīng)的庫文件

3、） 。而不用關(guān)心 printf 函數(shù)具體是如何實(shí)現(xiàn)的， 這 樣就大大提高了程序員編寫代碼的效率。從使用方法上分庫 大體上可以分為兩類：靜態(tài)庫和共享庫。在 windows 中靜態(tài) 庫是以 .lib 為后綴的文件， 共享庫是以 .dll 為后綴的文件。 在 linux 中靜態(tài)庫是以 .a 為后綴的文件， 共享庫是以 .so 為 后綴的文件。以 linux 下的靜態(tài)庫和動(dòng)態(tài)庫為例我們研究一下，首先我們 看一下他們的生成方式靜態(tài)庫：首先將源文件編譯成目標(biāo)文件：gcc - c a.c b.c生成靜態(tài)庫：ar rc libstatic.a a.o b.o 共享庫：同靜態(tài)庫一樣編譯成目標(biāo)文件：gcc - c

4、 a.c b.c生成共享庫： gcc - fPIC - shared - o libshared.so a.o b.o由此可見靜態(tài)庫和動(dòng)態(tài)庫都是對目標(biāo)文件的處理，也可以說庫文件已經(jīng)是機(jī)器碼文件了，靜態(tài)庫和共享庫的加載過程有很大的區(qū)別。靜態(tài)庫的鏈接方法：gcc o staticcode L. Istatic main.c static（默認(rèn)庫在當(dāng) 前文件夾 ）共享庫的鏈接方法：gcc - o sharedcode -L. - Ishared main.c（默認(rèn)庫在當(dāng)前文 件夾）當(dāng)程序與靜態(tài)庫連接時(shí)，庫中目標(biāo)文件所含的所有將被程序使用的函數(shù)的機(jī)器碼被 copy 到最終的可執(zhí)行 文件中。這就會(huì)導(dǎo)致最

5、終生成的可執(zhí)行代碼量相對變多，相 當(dāng)于編譯器將代碼補(bǔ)充完整了，這樣運(yùn)行起來相對就快些。 不過會(huì)有個(gè)缺點(diǎn) : 占用磁盤和內(nèi)存空間 . 靜態(tài)庫會(huì)被添加到 和它連接的每個(gè)程序中 , 而且這些程序運(yùn)行時(shí) , 都會(huì)被加載 到內(nèi)存中 . 無形中又多消耗了更多的內(nèi)存空間 . 與共 享庫連接的可執(zhí)行文件只包含它需要的函數(shù)的引用表，而不 是所有的函數(shù)代碼，只有在程序執(zhí)行時(shí) , 那些需要的函數(shù)代 碼才被拷貝到內(nèi)存中。這樣就使可執(zhí)行文件比較小 , 節(jié)省磁 盤空間，更進(jìn)一步，操作系統(tǒng)使用虛擬內(nèi)存，使得一份共享 庫駐留在內(nèi)存中被多個(gè)程序使用，也同時(shí)節(jié)約了內(nèi)存。不過 由于運(yùn)行時(shí)要去鏈接庫會(huì)花費(fèi)一定的時(shí)間，執(zhí)行速度相對會(huì)

6、慢一些，總的來說靜態(tài)庫是犧牲了空間效率，換取了時(shí)間效 率，共享庫是犧牲了時(shí)間效率換取了空間效率，沒有好與壞 的區(qū)別，只看具體需要了。另外，.一個(gè)程序編好后，有時(shí)需要做一些修改和優(yōu)化，如果我們要修改的剛好是庫函 數(shù)的話，在接口不變的前提下，使用共享庫的程序只需要將 共享庫重新編譯就可以了，而使用靜態(tài)庫的程序則需要將靜 態(tài)庫重新編譯好后，將程序再重新編譯一便。 總結(jié) : 一、庫 的類型（一）在windows中.dll動(dòng)態(tài)庫.lib靜態(tài)庫庫即為源代 碼的二進(jìn)制文件 （二） 在 linux 中 .so 動(dòng)態(tài)庫 .a 靜態(tài)庫 （三） 靜態(tài)庫和動(dòng)態(tài)庫的優(yōu)缺點(diǎn)我們通常把一些公用函數(shù)制 作成函數(shù)庫，供其它程序

7、使用。函數(shù)庫分為靜態(tài)庫和動(dòng)態(tài)庫 兩種。靜態(tài)庫在程序編譯時(shí)會(huì)被連接到目標(biāo)代碼中，程序運(yùn) 行時(shí)將不再需要該靜態(tài)庫。動(dòng)態(tài)庫在程序編譯時(shí)并不會(huì)被連 接到目標(biāo)代碼中，而是在程序運(yùn)行是才被載入，因此在程序 運(yùn)行時(shí)還需要?jiǎng)討B(tài)庫存在 1.什么是庫在 windows 平臺(tái)和 linux 平臺(tái)下都大量存在著庫。 本質(zhì)上來說庫是一種可執(zhí)行代 碼的二進(jìn)制形式，可以被操作系統(tǒng)載入內(nèi)存執(zhí)行。由于 windows 和 linux 的本質(zhì)不同，因此二者庫的二進(jìn)制是不兼容 的。本文僅限于介紹 linux 下的庫 2.庫的種類 linux 下的庫有 兩種：靜態(tài)庫和共享庫（動(dòng)態(tài)庫） 。 二者的不同點(diǎn)在于代碼 被載入的時(shí)刻不同。靜態(tài)

8、庫的代碼在編譯過程中已經(jīng)被載入 可執(zhí)行程序，因此體積較大。共享庫的代碼是在可執(zhí)行程序 運(yùn)行時(shí)才載入內(nèi)存的，在編譯過程中僅簡單的引用，因此代 碼體積較小。 3.庫存在的意義庫是別人寫好的現(xiàn)有的， 成熟 的，可以復(fù)用的代碼，你可以使用但要記得遵守許可協(xié)議。 現(xiàn)實(shí)中每個(gè)程序都要依賴很多基礎(chǔ)的底層庫，不可能每個(gè)人 的代碼都從零開始，因此庫的存在意義非同尋常。共享庫的好處是，不同的應(yīng)用程序如果調(diào)用相同的庫，那么在內(nèi)存里只需要有一份該共享庫的實(shí)例。4.庫文件是如何產(chǎn)生的在linux下靜態(tài)庫的后綴是.a,它的產(chǎn)生分兩步 Step 1由源文件 編譯生成一堆.0，每個(gè).0里都包含這個(gè)編譯單元的符號(hào)表 Step

9、2.ar命令將很多.0轉(zhuǎn)換成.a，成文靜態(tài)庫動(dòng)態(tài)庫的后綴 是.so，它由gcc加特定參數(shù)編譯產(chǎn)生。例如:$ gcc -fPIC -c *.c$ gcc -shared -Wl,-s0name, libf00.s0.1 -0libf00.s0.1.0 *. 5. 庫文 件是如何命名的，有沒有什么規(guī)范在 linux 下，庫文件一般 放在/usr/lib和/lib下，靜態(tài)庫的名字一般為libxxxx.a，其中xxxx 是該 lib 的名稱動(dòng)態(tài)庫的名字一般為 libxxxx.s0.maj0r.min0r ， xxxx 是該 lib 的名稱， maj0r 是主版 本號(hào)， min0r 是副版本號(hào) 6.如何

10、知道一個(gè)可執(zhí)行程序依賴哪 些庫 ldd 命令可以查看一個(gè)可執(zhí)行程序依賴的共享庫， 例如 # ldd /bin/lnlibc.so.6=> /lib/libc.so.6 (0 x40021000)/lib/ld-linux.so.2=> /lib/ld- linux.so.2 (0 x 40000000) 可以看到 ln 命令依賴于 libc 庫和 ld-linux 庫 7.可執(zhí)行程序在 執(zhí)行的時(shí)候如何定位共享庫文件當(dāng)系統(tǒng)加載可執(zhí)行代碼時(shí) 候，能夠知道其所依賴的庫的名字，但是還需要知道絕對路 徑此時(shí)就需要系統(tǒng)動(dòng)態(tài)載入器 (dynamiclinker/l0ader) 對于 elf 格式

11、的可執(zhí)行程序， 是由 ld-linux.s0* 來完成的它先后搜索 elf 文件的 DT_RPATH 段環(huán)境變量 LD_LIBRARY_PATH /etc/ld.so.cache文件列表一/lib/,/usr/lib目錄找到庫文件后將 其載入內(nèi)存 8.在新安裝一個(gè)庫之后如何讓系統(tǒng)能夠找到他 如果安裝在 /lib 或者 /usr/lib 下，那么 ld 默認(rèn)能夠找到，無需 其他操作。如果安裝在其他目錄，需要將其添加到/etc/ld.so.cache文件中，步驟如下1.編輯尼t(yī)c/ld.so.conf文件，加入庫文件所在目錄的路徑2.運(yùn)行 ldconfig ，該命令會(huì)重建/etc/ld.so.ca

12、che 文件# # linux中編譯靜態(tài)庫(.a)和動(dòng)態(tài)庫(.so)的基本方法(四) 靜態(tài)庫 在 linux 環(huán)境中 , 使用 ar 命令創(chuàng)建靜態(tài)庫文件 . 如下是命令的選項(xiàng) :d 從指定的靜態(tài)庫文件中刪除文件m 把文件移動(dòng)到指定的靜態(tài)庫文件中p 把靜態(tài)庫文件中指定的文件輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出q 快速地把文件追加到靜態(tài)庫文件中r 把文件插入到靜態(tài)庫文件中t 顯示靜態(tài)庫文件中文件的列表x 從靜態(tài)庫文件中提取文件還有多個(gè)修飾符修改以上基本選項(xiàng) ,詳細(xì)請 manar 以下列出三個(gè) :a 把新的目標(biāo)文件 (*.o) 添加到靜態(tài)庫文件中現(xiàn)有文件之后b* 之前v 使用詳細(xì)模式 ar 命令的命令行格式如下 : ar

13、-dmpqrtxabcfilNoPsSuvV membername countarchive files. 參數(shù) archive 定義庫的名稱 , files 是庫文件中包 含的目標(biāo)文件的清單 , 用空格分隔每個(gè)文件 . 比如創(chuàng)建一個(gè)靜態(tài)庫文件的命令如下 : ar r libapue.a error.oerrorlog.o lockreg.o 這樣就了 libapue.a 靜態(tài)庫文件 , 可以用 t 選項(xiàng)顯示 包含在庫中的文件創(chuàng)建庫文件之后,可以創(chuàng)建這個(gè)靜態(tài)庫文件的索引來幫助提高和庫連接的其他程序的編譯速度：使用 ranlib 程序創(chuàng)建庫的索引 ,索引存放在庫文件內(nèi)部.ranlib libap

14、ue.a 用 nm 程序顯示存檔文件的索引,它可以顯示目標(biāo)文件的符號(hào) nm libapue.a | more 如果是顯示目標(biāo)文件的 符號(hào) :nm error.o | more 如何使用呢 ?如下所示 :gcc -o test test.c libapue.a 這樣就可以在 test.c 中調(diào)用在 libapue.a 中的函數(shù)了 （五 ） 動(dòng)態(tài)庫 1.創(chuàng)建共享庫gcc -shared -olibapue.soerror.o errorlog.o 這樣就創(chuàng)建了共享庫 !2. 編譯共享 庫 假設(shè)共享庫位于當(dāng)前目錄（ 即跟程序文件相同的目錄中 ）gcc -o test -L. -lapue test.c 這樣就編譯出了不包含函數(shù)代 碼可執(zhí)行文件了 ,但是但你運(yùn)行時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)linux 動(dòng)態(tài)加載器找不到 libapue.so 文件 .可以用 ldd 命令查看可執(zhí)行文件依賴什 么共享庫 :ldd test 如何才能讓動(dòng)態(tài)加載器發(fā)現(xiàn)庫文件呢?有兩種方法可以解決 :1.環(huán)境變量exportLD_LIBRARY_PATH='$LD_LIBRARY_PATH:.' 2. 修改 /etc/ld.so.conf 文件 . 一般應(yīng)用程序的庫文件不與系統(tǒng)庫 文件放在同一個(gè)目錄下 ,一般把應(yīng)用程序的共享庫文件放在 /usr/