在Linux中建立靜態庫和動態庫範例 (hello.c)

咱們一般把一些公用函數製做成函數庫，供其它程序使用。

函數庫分爲靜態庫和動態庫兩種。

靜態庫在程序編譯時會被鏈接到目標代碼中，程序運行時將再也不須要該靜態庫。

動態庫在程序編譯時並不會被鏈接到目標代碼中，而是在程序運行是才被載入，所以在程序運行時還須要動態庫存在。

本文主要經過舉例來講明在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，咱們先來準備舉例用的源程序，並將函數庫的源程序編譯成.o文件。

第1步：編輯獲得舉例的程序--hello.h、hello.c和main.c；

hello.h(見程序1)爲該函數庫的頭文件。

hello.c(見程序2)是函數庫的源程序，其中包含公用函數hello，該函數將在屏幕上輸出"Hello XXX!"。

main.c(見程序3)爲測試庫文件的主程序，在主程序中調用了公用函數hello。

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 程序1: hello.h

 #ifndef HELLO_H
 #define HELLO_H
 
 void hello(const char *name);
 
 #endif //HELLO_H

 

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 程序2: hello.c

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

 

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

 

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第2步：將hello.c編譯成.o文件；

不管靜態庫，仍是動態庫，都是由.o文件建立的。所以，咱們必須將源程序hello.c經過gcc先編譯成.o文件。

在系統提示符下鍵入如下命令獲得hello.o文件。

# gcc -c hello.c

#

(注1：本文不介紹各命令使用和其參數功能，若但願詳細瞭解它們，請參考其餘文檔。)

(注2：首字符"#"是系統提示符，不須要鍵入，下文相同。)

咱們運行ls命令看看是否生存了hello.o文件。

# ls

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

#

(注3：首字符不是"#"爲系統運行結果，下文相同。)

在ls命令結果中，咱們看到了hello.o文件，本步操做完成。

下面咱們先來看看如何建立靜態庫，以及使用它。

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第3步：由.o文件建立靜態庫；

靜態庫文件名的命名規範是以lib爲前綴，緊接着跟靜態庫名，擴展名爲.a。例如：咱們將建立的靜態庫名爲myhello，則靜態庫文件名就是libmyhello.a。在建立和使用靜態庫時，須要注意這點。建立靜態庫用ar命令。

在系統提示符下鍵入如下命令將建立靜態庫文件libmyhello.a。

# ar cr libmyhello.a hello.o

#

咱們一樣運行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。

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第4步：在程序中使用靜態庫；

靜態庫製做完了，如何使用它內部的函數呢？只須要在使用到這些公用函數的源程序中包含這些公用函數的原型聲明，而後在用gcc命令生成目標文件時指明靜態庫名，gcc將會從靜態庫中將公用函數鏈接到目標文件中。注意，gcc會在靜態庫名前加上前綴lib，而後追加擴展名.a獲得的靜態庫文件名來查找靜態庫文件。

在程序3:main.c中，咱們包含了靜態庫的頭文件hello.h，而後在主程序main中直接調用公用函數hello。下面先生成目標程序hello，而後運行hello程序看看結果如何。

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

# ./hello

Hello everyone!

#

咱們刪除靜態庫文件試試公用函數hello是否真的鏈接到目標文件 hello中了。

# rm libmyhello.a

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

# ./hello

Hello everyone!

#

程序照常運行，靜態庫中的公用函數已經鏈接到目標文件中了。

咱們繼續看看如何在Linux中建立動態庫。咱們仍是從.o文件開始。

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第5步：由.o文件建立動態庫文件；

動態庫文件名命名規範和靜態庫文件名命名規範相似，也是在動態庫名增長前綴lib，但其文件擴展名爲.so。例如：咱們將建立的動態庫名爲myhello，則動態庫文件名就是libmyhello.so。用gcc來建立動態庫。

在系統提示符下鍵入如下命令獲得動態庫文件libmyhello.so。

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

#

咱們照樣使用ls命令看看動態庫文件是否生成。

# ls

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

#

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第6步：在程序中使用動態庫；

在程序中使用動態庫和使用靜態庫徹底同樣，也是在使用到這些公用函數的源程序中包含這些公用函數的原型聲明，而後在用gcc命令生成目標文件時指明動態庫名進行編譯。咱們先運行gcc命令生成目標文件，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文件libmyhello.so。程序在 運行時，會在/usr/lib和/lib等目錄中查找須要的動態庫文件。若找到，則載入動態庫，不然將提示相似上述錯誤而終止程序運行。咱們將文件 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序運行時是須要的。

咱們回過頭看看，發現使用靜態庫和使用動態庫編譯成目標程序使用的gcc命令徹底同樣，那當靜態庫和動態庫同名時，gcc命令會使用哪一個庫文件呢？抱着對問題必究到底的心情，來試試看。

先刪除 除.c和.h外的 全部文件，恢復成咱們剛剛編輯完舉例程序狀態。

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

# ls

hello.c hello.h main.c

#

在來建立靜態庫文件libmyhello.a和動態庫文件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

#

經過上述最後一條ls命令，能夠發現靜態庫文件libmyhello.a和動態庫文件libmyhello.so都已經生成，並都在當前目錄中。而後，咱們運行gcc命令來使用函數庫myhello生成目標文件hello，並運行程序 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

#

從程序hello運行的結果中很容易知道，當靜態庫和動態庫同名時， gcc命令將優先使用動態庫。