本文主要解決以下幾個(gè)問題
1?為什么要使用庫？
2?庫的分類
3?創(chuàng)建自己的庫


或許大家對(duì)自己初學(xué)linux時(shí)的情形仍記憶尤新吧。如果沒有一個(gè)能較好的解決依賴關(guān)系的包管理器，在linux下安裝軟件將是一件及其痛苦的工作。你裝a包時(shí)，可能會(huì)提示你要先裝b包，當(dāng)你費(fèi)盡心力找到b包時(shí)，可能又會(huì)提示你要先安裝c包。我就曾被這樣的事搞的焦頭爛額，至今一提起rpm仍心有余悸，頭皮發(fā)麻。說是一朝被蛇咬，十年怕井繩怕也不為過。
linux下之所以有這許多的依賴關(guān)系，其中一個(gè)開發(fā)原則真是功不可沒。這個(gè)原則就是：盡量不重復(fù)做別人已經(jīng)做過的事。換句話說就是盡量充分利用別人的勞動(dòng)成果。
這就涉及到如何有效的進(jìn)行代碼復(fù)用。

1?為什么要使用庫？

關(guān)于代碼復(fù)用的途徑，一般有兩種。

粘貼復(fù)制
這是最沒有技術(shù)含量的一種方案。如果代碼小，則工作量還可以忍受，如果代碼很龐大，則此法不可取。即便有人原意這樣做，但誰又能保證所有的代碼都可得到呢？

而庫的出現(xiàn)很好的解決了這個(gè)問題。
庫，是一種封裝機(jī)制，簡單說把所有的源代碼編譯成目標(biāo)代碼后打成的包。
那么用戶怎么能知道這個(gè)庫提供什么樣的接口呢？難道要用nm等工具逐個(gè)掃描？
不用擔(dān)心，庫的開發(fā)者早以把一切都做好了。除了包含目標(biāo)代碼的庫外，一般還會(huì)提供一系列的頭文件，頭文件中就包含了庫的接口。為了讓方便用戶，再加上一個(gè)使用說明就差不多完美了。

2?庫的分類

2.1?庫的分類
根據(jù)鏈接時(shí)期的不同，庫又有靜態(tài)庫和動(dòng)態(tài)庫之分。

靜態(tài)庫是在鏈接階段被鏈接的（好像是廢話，但事實(shí)就是這樣），所以生成的可執(zhí)行文件就不受庫的影響了，即使庫被刪除了，程序依然可以成功運(yùn)行。
有別于靜態(tài)庫，動(dòng)態(tài)庫的鏈接是在程序執(zhí)行的時(shí)候被鏈接的。所以，即使程序編譯完，庫仍須保留在系統(tǒng)上，以供程序運(yùn)行時(shí)調(diào)用。（TODO：鏈接動(dòng)態(tài)庫時(shí)鏈接階段到底做了什么）

2.2?靜態(tài)庫和動(dòng)態(tài)庫的比較
鏈接靜態(tài)庫其實(shí)從某種意義上來說也是一種粘貼復(fù)制，只不過它操作的對(duì)象是目標(biāo)代碼而不是源碼而已。因?yàn)殪o態(tài)庫被鏈接后庫就直接嵌入可執(zhí)行文件中了，這樣就帶來了兩個(gè)問題。
首先就是系統(tǒng)空間被浪費(fèi)了。這是顯而易見的，想象一下，如果多個(gè)程序鏈接了同一個(gè)庫，則每一個(gè)生成的可執(zhí)行文件就都會(huì)有一個(gè)庫的副本，必然會(huì)浪費(fèi)系統(tǒng)空間。
再者，人非圣賢，即使是精心調(diào)試的庫，也難免會(huì)有錯(cuò)。一旦發(fā)現(xiàn)了庫中有bug，挽救起來就比較麻煩了。必須一一把鏈接該庫的程序找出來，然后重新編譯。
而動(dòng)態(tài)庫的出現(xiàn)正彌補(bǔ)了靜態(tài)庫的以上弊端。因?yàn)閯?dòng)態(tài)庫是在程序運(yùn)行時(shí)被鏈接的，所以磁盤上只須保留一份副本，因此節(jié)約了磁盤空間。如果發(fā)現(xiàn)了bug或要升級(jí)也很簡單，只要用新的庫把原來的替換掉就行了。
那么，是不是靜態(tài)庫就一無是處了呢？
答曰：非也非也。不是有句話么：存在即是合理。靜態(tài)庫既然沒有湮沒在滔滔的歷史長河中，就必然有它的用武之地。想象一下這樣的情況：如果你用libpcap庫編了一個(gè)程序，要給被人運(yùn)行，而他的系統(tǒng)上沒有裝pcap庫，該怎么解決呢？最簡單的辦法就是編譯該程序時(shí)把所有要鏈接的庫都鏈接它們的靜態(tài)庫，這樣，就可以在別人的系統(tǒng)上直接運(yùn)行該程序了。
所謂有得必有失，正因?yàn)閯?dòng)態(tài)庫在程序運(yùn)行時(shí)被鏈接，故程序的運(yùn)行速度和鏈接靜態(tài)庫的版本相比必然會(huì)打折扣。然而瑕不掩瑜，動(dòng)態(tài)庫的不足相對(duì)于它帶來的好處在現(xiàn)今硬件下簡直是微不足道的，所以鏈接程序在鏈接時(shí)一般是優(yōu)先鏈接動(dòng)態(tài)庫的，除非用-static參數(shù)指定鏈接靜態(tài)庫。

2.3?如何判斷一個(gè)程序有沒有鏈接動(dòng)態(tài)庫?
答案是用file實(shí)用程序。
file程序是用來判斷文件類型的，在file命令下，所有文件都會(huì)原形畢露的。
順便說一個(gè)技巧。有時(shí)在windows下用瀏覽器下載tar.gz或tar.bz2文件，后綴名會(huì)變成奇怪的tar.tar，到linux有些新手就不知怎么解壓了。但linux下的文件類型并不受文件后綴名的影響，所以我們可以先用命令file?xxx.tar.tar看一下文件類型，然后用tar加適當(dāng)?shù)膮?shù)解壓。
另外，還可以借助程序ldd實(shí)用程序來判斷。
ldd是用來打印目標(biāo)程序（由命令行參數(shù)指定）所鏈接的所有動(dòng)態(tài)庫的信息的，如果目標(biāo)程序沒有鏈接動(dòng)態(tài)庫，則打印“not?a?dynamic?executable”，ldd的用法請(qǐng)參考manpage。


3?創(chuàng)建自己的庫

3.1?創(chuàng)建動(dòng)態(tài)庫
創(chuàng)建文件hello.c，內(nèi)容如下：
#include?

void?hello(void)
{
printf("Hello?World\n");
}

用命令gcc?-shared?hello.c?-o?libhello.so編譯為動(dòng)態(tài)庫。可以看到，當(dāng)前目錄下多了一個(gè)文件libhello.so。
[leo@leo?test]$?file?libhello.so?
libhello.so:?ELF?32-bit?LSB?shared?object,?Intel?80386,?version?1?(SYSV),?not?stripped
看到了吧，文件類型是shared?object了。
再編輯一個(gè)測試文件test.c，內(nèi)容如下：
int
main()
{
hello();
return?0;
}
這下可以編譯了：）
[leo@leo?test]$?gcc?test.c
/tmp/ccm7w6Mn.o:?In?function?`main':
test.c:(.text+0x1d):?undefined?reference?to?`hello'
collect2:?ld?returned?1?exit?status
鏈接時(shí)gcc找不到hello函數(shù)，編譯失敗:(。原因是hello在我們自己創(chuàng)建的庫中，如果gcc能找到那才教見鬼呢！ok，再接再厲。
[leo@leo?test]$?gcc?test.c?-lhello
/usr/lib/gcc/i686-pc-linux-gnu/4.0.0/../../../../i686-pc-linux-gnu/bin/ld:?cannot?find?-lhello
collect2:?ld?returned?1?exit?status
[leo@leo?test]$?gcc?test.c?-lhello?-L.
[leo@leo?test]$?
第一次編譯直接編譯，gcc默認(rèn)會(huì)鏈接標(biāo)準(zhǔn)c庫，但符號(hào)名hello解析不出來，故連接階段通不過了。
現(xiàn)在用gcc?test.c?-lhello?-L.已經(jīng)編譯成功了，默認(rèn)輸出為a.out。現(xiàn)在來試著運(yùn)行一下：
[leo@leo?test]$?./a.out?
./a.out:?error?while?loading?shared?libraries:?libhello.so:?cannot?open?shared?object?file:?No?such?file?or?directory
咦，怎么回事？原來雖然鏈接時(shí)鏈接器（dynamic?linker）找到了動(dòng)態(tài)庫libhello.so，但動(dòng)態(tài)加載器(dynamic?loader，?一般是/lib/ld-linux.so.2)卻沒找到。再來看看ldd的輸出：
[leo@leo?test]$?ldd?a.out?
linux-gate.so.1?=>?(0xffffe000)
libhello.so?=>?not?found
libc.so.6?=>?/lib/libc.so.6?(0x40034000)
/lib/ld-linux.so.2?(0x40000000)
果然如此，看到?jīng)]有，libhello.so?=>?not?found。
linux為我們提供了兩種解決方法：
1.可以把當(dāng)前路徑加入/etc/ld.so.conf中然后運(yùn)行l(wèi)dconfig，或者以當(dāng)前路徑為參數(shù)運(yùn)行l(wèi)dconfig（要有root權(quán)限才行）。
2.把當(dāng)前路徑加入環(huán)境變量LD_LIBRARY_PATH中
當(dāng)然，如果你覺得不會(huì)引起混亂的話，可以直接把該庫拷入/lib,/usr/lib/等位置（無可避免，這樣做也要有權(quán)限），這樣鏈接器和加載器就都可以準(zhǔn)確的找到該庫了。
我們采用第二種方法：
[leo@leo?test]$?export?LD_LIBRARY_PATH=.:$LD_LIBRARY_PATH
[leo@leo?test]$?ldd?a.out?
linux-gate.so.1?=>?(0xffffe000)
libhello.so?=>?./libhello.so?(0x4001f000)
libc.so.6?=>?/lib/libc.so.6?(0x40036000)
/lib/ld-linux.so.2?(0x40000000)
哈哈，這下ld-linux.so.2就可以找到libhello.so這個(gè)庫了。
現(xiàn)在可以直接運(yùn)行了：
[leo@leo?test]$?./a.out?
Hello?World


3.2?創(chuàng)建靜態(tài)庫
仍使用剛才的hello.c和test.c。
第一步，生成目標(biāo)文件。
[leo@leo?test]$?gcc?-c?hello.c
[leo@leo?test]$?ls?hello.o?-l
-rw-r--r--?1?leo?users?840?5月?6?12:48?hello.o
第二步,把目標(biāo)文件歸檔。
[leo@leo?test]$?ar?r?libhello.a?hello.o?
ar:?creating?libhello.a
OK,libhello.a就是我們所創(chuàng)建的靜態(tài)庫了，簡單吧:)
[leo@leo?test]$?file?libhello.a?
libhello.a:?current?ar?archive

下面一行命令就是教你如何在程序中鏈接靜態(tài)庫的：
[leo@leo?test]$?gcc?test.c?-lhello?-L.?-static?-o?hello.static

我們來用file命令比較一下用動(dòng)態(tài)庫和靜態(tài)庫鏈接的程序的區(qū)別：
[leo@leo?test]$?gcc?test.c?-lhello?-L.?-o?hello.dynamic
正如前面所說，鏈接器默認(rèn)會(huì)鏈接動(dòng)態(tài)庫（這里是libhello.so），所以只要把上個(gè)命令中的-static參數(shù)去掉就可以了。?

用file實(shí)用程序驗(yàn)證一下是否按我們的要求生成了可執(zhí)行文件：
[leo@leo?test]$?file?hello.static?hello.dynamic?
hello.static:?ELF?32-bit?LSB?executable,?Intel?80386,?version?1?(SYSV),?for?GNU/Linux?2.6.6,?statically?linked,?not?stripped
hello.dynamic:?ELF?32-bit?LSB?executable,?Intel?80386,?version?1?(SYSV),?for?GNU/Linux?2.6.6,?dynamically?linked?(uses?shared?libs),?not?stripped
不妨順便練習(xí)一下ldd的用法：
[leo@leo?test]$?ldd?hello.static?hello.dynamic?
hello.static:
not?a?dynamic?executable
hello.dynamic:
linux-gate.so.1?=>?(0xffffe000)
libhello.so?=>?./libhello.so?(0x4001f000)
libc.so.6?=>?/lib/libc.so.6?(0x40034000)
/lib/ld-linux.so.2?(0x40000000)

OK，看來沒有問題，那就比較一下大小先：
[leo@leo?test]$?ls?-l?hello.[ds]*
-rwxr-xr-x?1?leo?users?5911?5月?6?12:54?hello.dynamic
-rwxr-xr-x?1?leo?users?628182?5月?6?12:54?hello.static
看到區(qū)別了吧，鏈接靜態(tài)庫的目標(biāo)程序和鏈接動(dòng)態(tài)庫的程序比起來簡直就是一個(gè)龐然大物！

這么小的程序，很難看出執(zhí)行時(shí)間的差別，不過為了完整起見，還是看一下time的輸出吧：
[leo@leo?test]$?time?./hello.static?
Hello?World

real?0m0.001s
user?0m0.000s
sys?0m0.001s
[leo@leo?test]$?time?./hello.dynamic?
Hello?World

real?0m0.001s
user?0m0.000s
sys?0m0.001s
如果程序比較大的話，應(yīng)該效果會(huì)很明顯的。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的linux C库编译的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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