gcc詳解以及靜態，動態庫的生成 2

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.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!"。hello.h(見程序1)爲該函數庫的頭文件。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。

程序1: hello.h

#ifndef HELLO_H
#define HELLO_H

void hello(const char *name);

#endif //HELLO_H

 

程序2: hello.c

#include <stdio.h>

void hello(const char *name)
{
printf("Hello %s!\n", name);
}

程序3: main.c

#include "hello.h"

int main()
{
hello("everyone");
return 0;
}

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g
cc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

#

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

#

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。

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 -crv 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。

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。

法一 # gcc -o hello main.c -L. –lmyhello， 自定義的庫時，main.c還可放在-L.和 –lmyhello之間，可是不能放在它倆以後，不然會提示myhello沒定義，可是是系統的庫時，如g++ -o main（-L/usr/lib） -lpthread main.cpp就不出錯。

法二 #gcc main.c libmyhello.a -o hello

法三：先生成main.o：gcc -c main.c   ，再生成可執行文件：gcc -o hello   main.o libmyhello.a，動態庫鏈接時也可 以這樣作。

 

# ./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。

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libmyh
ello.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 （-o不可少）

#

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

#

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

 

(或 #gcc main.c libmyhello.so -o hello 不會出錯（沒有libmyhello.so的話，會出錯），可是接下來./hello 會提示出錯，由於雖然鏈接時用的是當前目錄的動態庫，可是運行時，是到/usr/lib中找庫文件的，將文件libmyhello.so複製到目錄/usr/lib中就OK了)

# ./hello

./hello: error while loading shared libraries: libmyhello.so: cannot open shar
ed 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 （或-cvr ）

# 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.s
o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 （動態庫和靜態庫同時存在時，優先使用動態庫， 固然，直接#gcc main.c libmyhello.a -o hello的話， 就是指定爲靜態庫了）

# ./hello

./hello: error while loading shared libraries: libmyhello.so: cannot open shar
ed 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，默認去連/usr/lib和/lib等目錄中的動態庫，將文件libmyhello.so複製到目錄/usr/lib中便可。

Note:
編譯參數解析
最主要的是GCC命令行的一個選項:
-shared 該選項指定生成動態鏈接庫（讓鏈接器生成T類型的導出符號表，有時候也生成弱鏈接W類型的導出符號），不用該標誌外部程序沒法鏈接。至關於一個可執行文件
-fPIC 表示編譯爲位置獨立的代碼，不用此選項的話 編譯後的代碼是位置相關的因此動態載入時是經過代碼拷貝的方式來知足不一樣進程的須要，而不能達到真正代碼段共享的目的。

-L. 表示 要鏈接的庫在當前目錄中；（多個庫：在編譯命令行中，將使用的靜態庫文件 放在源文件後面就能夠了。好比：gcc -L/usr/lib myprop.c libtest.a libX11.a libpthread.a -o myprop
其中-L/usr/lib指定庫文件的查找路徑。編譯器默認在當前目錄下先查找指定的庫文件，如前面的「法二 #gcc main.c libmyhello.a -o hello」）

-lmyhello 編譯器查找動態鏈接庫時有隱含的命名規則，即在給出的 名字前面加上lib，後面加上.so或.a來肯定庫的名稱libmyhello.so或libmyhello.a。
LD_LIBRARY_PATH 這個環境變量指示動態 鏈接器能夠裝載動態庫的路徑。
固然若是有root權限的話，能夠修改/etc/ld.so.conf文件，而後調用 /sbin/ldconfig來 達到一樣的目的，不過若是沒有root權限，那麼只能採用輸出LD_LIBRARY_PATH的方法了。

調用動態庫的時候有幾個問題會常常碰到，有時，明明已經將庫的頭文件所在目錄 經過 「-I」 include進來了，庫所在文件經過 「-L」參數引導，並指定了「-l」的庫名，但經過ldd命令察看時，就是死活找不到你指定連接的so文 件，這時你要做的就是經過修改 LD_LIBRARY_PATH或者/etc/ld.so.conf文件來指定動態庫的目錄。一般這樣作就能夠解決庫沒法連接的問題了。

另：

從上述可知，如何找到生成的動態庫有3種方式：

(1)把庫拷貝到/usr/lib和/lib目錄下。

(2)在LD_LIBRARY_PATH環境變量中加上庫所在路徑。

例如動態庫libhello.so在/home/example/lib目錄下：

$export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/home/example/lib

(3) 修改/etc/ld.so.conf文件，把庫所在的路徑加到文件末尾，並執行ldconfig刷新。這樣，加入的目錄下的全部庫文件均可見。

附：像下面這樣指定路徑去鏈接系統的靜態庫，會報錯說要鏈接 的庫找不到:

g++ -o main main.cpp -L/usr/lib libpthread.a

必須這樣g++ -o main main.cpp -L/usr/lib -lpthread才正確 。

自定義的庫考到/usr/lib 下時，

g++ -o main main.cpp   -L/usr/lib libpthread.a libthread.a libclass.a 會出錯，可是這樣 g++ -o main main.cpp   -L/usr/lib -lpthread -lthread -lclass 就正確了。