Linux下靜態連結庫的製作與使用

Linux 中的應用程式以以下兩種方式之一連結到外部函數：要麼在構建時與靜態庫（ lib*.a）靜態地連結，並且將庫程式碼封裝含在該應用程式的可執行檔裡；要麼在運行時與共用庫（ lib*.so）動態地連結。通過動態連結裝入器，將動態庫映射進應用程式的可執行記憶體中。在啟動應用程式之前，動態連結裝入器將所需的共用目標庫映射到應用程式的記憶體，或者使用系統共用的目標並為應用程式解析所需的外部參考。現在應用程式就可以運行了。

 

先介紹靜態庫：

靜態函數庫實際上就是簡單的一個普通的目標檔案的集合，一般來說習慣用“.a”作為檔案的尾碼。可以用ar這個程式來產生靜態函數庫檔案。Ar 是archiver的縮寫。靜態函數庫現在已經不在像以前用得那麼多了，主要是共用函數庫與之相比較有很多的優勢的原因。慢慢地，大家都喜歡使用共用函數 庫了。不過，在一些場所靜態函數庫仍然在使用，一來是保持一些與以前某些程式的相容，二來它描述起來也比較簡單。

靜態庫函數允許程式員把程式link起來而不用重新編譯代碼，節省了重新編譯代碼的時間。不過，在今天這麼快速的電腦面前，一般的程式的重新 編譯也花費不了多少時間，所以這個優勢已經不是像它以前那麼明顯了。靜態函數庫對開發人員來說還是很有用的，例如你想把自己提供的函數給別人使用，但是又想 對函數的原始碼進行保密，你就可以給別人提供一個靜態函數庫檔案。理論上說，使用ELF格式的靜態庫函數產生的程式碼可以比使用共用函數庫（或者動態函數 庫）的程式運行速度上快一些，大概1－5％。

 

假設有下面幾個檔案：String.h，Strlen.c，Strlnen.c：
String.h，聲明相關函數原形；
/***********************************
Filename : String.h
Description :
Author   : HCJ
Date     : 2006-5-7
************************************/
int Strlen(char *pStr);
int StrNlen(char *pStr, unsigned long ulMaxLen);

Strlen.c：函數Strlen的實現，擷取給定字串的長度；
/**************************************
Filename    : get string length
Description :
Author      : HCJ
Date        : 2006/5/7
**************************************/
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
int Strlen(char *pStr)
{
    unsigned long ulLength;
    assert(NULL != pStr);

    ulLength = 0;
    while(*pStr++)
    {
        ulLength++;
    }
    return ulLength;
}

Strlnen.c：函數StrNlen的實現，擷取給定字串的長度，如果輸入字串的長度大於指定的最大長度，則返回最大長度，否者返回字串的實際長度；
/**********************************************
Fileneme: mystrnlen.c
Description: get input string length,if string large
             max length input return max length,
             else real length
Author: HCJ
Date : 2006-5-7
**********************************************/
#include<stdio.h>
#include<assert.h>

int StrNlen(char *pStr, unsigned long ulMaxLen)
{
    unsigned long ulLength;
    assert(NULL != pStr);
    if(ulMaxLen <= 0)
    {
        printf("Wrong Max Length!\n");
        return -1;
    }
    ulLength = 0;
    while(*pStr++ && ulLength < ulMaxLen)
    {
        ulLength++;
    }
    return ulLength;
}

產生靜態連結庫：
利用GCC產生對應目標檔案：
#>gcc –c Strlen.c Strnlen.c
如果對應的檔案沒有錯誤，gcc會對檔案進行編譯產生Strlen.o和Strnlen.o兩個目標檔案(相當於windows下的obj檔案)。然後用ar建立一個名字為libstr.a的庫檔案，並把Strlen.o 和Strnlen.o的內容插入到對應的庫檔案中。，相關命令如下：
#>ar –rc libstr.a Strlen.o Strnlen.o
命令執行成功以後，對應的靜態庫libstr.a已經成功產生。

靜態庫的使用：
假設有下面的檔案要使用對應的的靜態庫:
編譯產生對應的目標檔案：
#>gcc -c -I/home/hcj/xxxxxxxx main.c
產生可執行檔：
#>gcc -o main1 -L/home/hcj/xxxxxxxx main.o libstr.a
其中-I/home/hcj/xxxxxxxx和-L/home/hcj/xxxxxxxx是通過-I和-L指定對應的標頭檔和庫檔案的路徑。libstr.a是對應的靜態庫的名稱。這樣對應的靜態庫已經編譯到對應的可執行程式中。執行對應的可執行檔便可以對應得函數調用的結果。

/*****************************************
FileName: main.c
Description: test static/dynamic library
Author: HCJ
Date : 2005-5-7
******************************************/
#include<stdio.h>
#include “String.h”   //靜態庫對應函數的標頭檔

int main(int argc, char* argv[])
{
    char str[] = {"hello world"};
    unsigned long ulLength = 0;

    printf("The string is : %s\n", str);
    ulLength = Strlen(str);
    printf("The string length is : %d(use Strlen)\n", ulLength);
    ulLength = StrNlen(str, 10);
    printf("The string length is : %d(use StrNlen)\n", ulLength);

    return 0;
}