在Linux中建立靜態庫和動態庫

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我們通常把一些公用函數製作成函數庫，供其它程式使用。

函數庫分為靜態庫和動態庫兩種。

靜態庫在程式編譯時間會被串連到目標代碼中，程式運行時將不再需要該靜態庫。

動態庫在程式編譯時間並不會被串連到目標代碼中，而是在程式運行是才被載入，因此在程式運行時還需要動態庫存在。

本文主要通過舉例來說明在Linux中如何建立靜態庫和動態庫，以及使用它們。

在建立函數庫前，我們先來準備舉例用的來源程式，並將函數庫的來源程式編譯成.o檔案。

第1步：編輯得到舉例的程式--hello.h、hello.c和main.c；

hello.h(見程式1)為該函數庫的標頭檔。

hello.c(見程式2)是函數庫的來源程式，其中包含公用函數hello，該函數將在螢幕上輸出"Hello XXX!"。

main.c(見程式3)為測試庫檔案的主程式，在主程式中調用了公用函數hello。

程式1: hello.h #ifndef HELLO_H #define HELLO_H  void hello(const char *name);  #endif //HELLO_H

 程式2: hello.c #include <stdio.h>  void hello(const char *name) {  printf("Hello %s!\n", name); }

 程式3: main.c #include "hello.h"  int main() {  hello("everyone");  return 0; }

第2步：將hello.c編譯成.o檔案；

無論靜態庫，還是動態庫，都是由.o檔案建立的。因此，我們必須將來源程式hello.c通過gcc先編譯成.o檔案。

在系統提示符下鍵入以下命令得到hello.o檔案。

# gcc -c hello.c

#

(注1：本文不介紹各命令使用和其參數功能，若希望詳細瞭解它們，請參考其他文檔。)

(注2：首字元"#"是系統提示符，不需要鍵入，下文相同。)

我們運行ls命令看看是否生存了hello.o檔案。

# ls

hello.c hello.h hello.o main.c

#

(注3：首字元不是"#"為系統運行結果，下文相同。)

在ls命令結果中，我們看到了hello.o檔案，本步操作完成。

下面我們先來看看如何建立靜態庫，以及使用它。

 

第3步：由.o檔案建立靜態庫；

靜態庫檔案名稱的命名規範是以lib為首碼，緊接著跟靜態庫名，副檔名為.a。例如：我們將建立的靜態庫名為myhello，則靜態庫檔案名稱就是libmyhello.a。在建立和使用靜態庫時，需要注意這點。建立靜態庫用ar命令。

在系統提示符下鍵入以下命令將建立靜態庫檔案libmyhello.a。

# ar cr libmyhello.a hello.o

#

我們同樣運行ls命令查看結果：

# ls

hello.c hello.h hello.o libmyhello.a main.c

#

ls命令結果中有libmyhello.a。

 

第4步：在程式中使用靜態庫；

靜態庫製作完了，如何使用它內部的函數呢？只需要在使用到這些公用函數的來源程式中包含這些公用函數的原型聲明，然後在用gcc命令產生目標檔案時指明靜態庫名，gcc將會從靜態庫中將公用函數串連到目標檔案中。注意，gcc會在靜態庫名前加上首碼lib，然後追加副檔名.a得到的靜態庫檔案名稱來尋找靜態庫檔案。

在程式3:main.c中，我們包含了靜態庫的標頭檔hello.h，然後在主程式main中直接調用公用函數hello。下面先產生目標程式hello，然後運行hello程式看看結果如何。

# gcc -o hello main.c -L. -lmyhello

# ./hello

Hello everyone!

#

我們刪除靜態庫檔案試試公用函數hello是否真的串連到目標檔案 hello中了。

# rm libmyhello.a

rm: remove regular file `libmyhello.a'? y

# ./hello

Hello everyone!

#

程式照常運行，靜態庫中的公用函數已經串連到目標檔案中了。

我們繼續看看如何在Linux中建立動態庫。我們還是從.o檔案開始。

 

第5步：由.o檔案建立動態庫檔案；

動態庫檔案名稱命名規範和靜態庫檔案名稱命名規範類似，也是在動態庫名增加首碼lib，但其副檔名為.so。例如：我們將建立的動態庫名為myhello，則動態庫檔案名稱就是libmyhello.so。用gcc來建立動態庫。

在系統提示符下鍵入以下命令得到動態庫檔案libmyhello.so。

# gcc -shared -fPCI -o libmyhello.so hello.o

#

我們照樣使用ls命令看看動態庫檔案是否產生。

# ls

hello.c hello.h hello.o libmyhello.so main.c

#

 

第6步：在程式中使用動態庫；

在程式中使用動態庫和使用靜態庫完全一樣，也是在使用到這些公用函數的來源程式中包含這些公用函數的原型聲明，然後在用gcc命令產生目標檔案時指明動態庫名進行編譯。我們先運行gcc命令產生目標檔案，再運行它看看結果。

# gcc -o hello main.c -L. -lmyhello

# ./hello

./hello: error while loading shared libraries: libmyhello.so: cannot open shared object file: No such file or directory

#

哦！出錯了。快看看錯誤提示，原來是找不到動態庫檔案libmyhello.so。程式在運行時，會在/usr/lib和/lib等目錄中尋找需要的動態庫檔案。若找到，則載入動態庫，否則將提示類似上述錯誤而終止程式運行。我們將檔案libmyhello.so複製到目錄/usr/lib中，再試試。

# mv libmyhello.so /usr/lib

# ./hello

Hello everyone!

#

成功了。這也進一步說明了動態庫在程式運行時是需要的。

我們回過頭看看，發現使用靜態庫和使用動態庫編譯成目標程式使用的gcc命令完全一樣，那當靜態庫和動態庫同名時，gcc命令會使用哪個庫檔案呢？抱著對問題必究到底的心情，來試試看。

先刪除 除.c和.h外的 所有檔案，恢複成我們剛剛編輯完舉常式序狀態。

# rm -f hello hello.o /usr/lib/libmyhello.so

# ls

hello.c hello.h main.c

#

在來建立靜態庫檔案libmyhello.a和動態庫檔案libmyhello.so。

# gcc -c hello.c

# ar cr libmyhello.a hello.o

# gcc -shared -fPCI -o libmyhello.so hello.o

# ls

hello.c hello.h hello.o libmyhello.a libmyhello.so main.c

#

通過上述最後一條ls命令，可以發現靜態庫檔案libmyhello.a和動態庫檔案libmyhello.so都已經產生，並都在目前的目錄中。然後，我們運行gcc命令來使用函數庫myhello產生目標檔案hello，並運行程式 hello。

# gcc -o hello main.c -L. -lmyhello

# ./hello

./hello: error while loading shared libraries: libmyhello.so: cannot open shared object file: No such file or directory

#

從程式hello啟動並執行結果中很容易知道，當靜態庫和動態庫同名時， gcc命令將優先使用動態庫。