動態連接庫

你們都知道，在WINDOWS系統中有不少的動態連接庫(以.DLL爲後綴的文件，DLL即Dynamic Link Library)。這種動態連接庫，和靜態函數庫不一樣，它裏面的函數並非執行程序自己的一部分，而是根據執行程序須要按需裝入，同時其執行代碼可在多個執行程序間共享，節省了空間，提升了效率，具有很高的靈活性，獲得愈來愈多程序員和用戶的青睞。那麼，在LINUX系統中有無這樣的函數庫呢？

答案是確定的，LINUX的動態連接庫不只有，並且爲數很多。在/lib目錄下，就有許多以.so做後綴的文件，這就是LINUX系統應用的動態連接庫，只不過與WINDOWS叫法不一樣，它叫so，即Shared Object，共享對象。(在LINUX下，靜態函數庫是以.a做後綴的) X-WINDOW做爲LINUX下的標準圖形窗口界面，它自己就採用了不少的動態連接庫(在/usr/X11R6/lib目錄下)，以方便程序間的共享，節省佔用空間。著名的APACHE網頁服務器，也採用了動態連接庫，以便擴充程序功能。你只需將PHP動態連接庫拷到其共享目錄，修改一下配置，APACHE就能夠支持PHP網頁了。若是你願意，能夠本身編寫動態連接庫，讓APACHE支持你本身定義的網頁格式。這就是動態連接的好處。

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一、LINUX下動態連接庫的建立

在LINUX系統下，建立動態連接庫是件再簡單不過的事情。只要在編譯 函數庫源程序時加上-shared選項便可，這樣所生成的執行程序即爲動態鏈 接庫。從某種意義上來講，動態連接庫也是一種執行程序。按通常規則， 程序名應帶.so後綴。下面舉個例子說說。

我準備編寫兩個函數，一個用於查詢當前日期getdate，一個用於查詢當前 時間gettime，並將這兩個函數存於動態連接庫my.so中。爲此，須要作以 下幾項工做。

1.1 編寫用戶接口文件datetime.h，內容以下(每行前面的數字爲行號)：

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1 /* datetime.h : 縱橫軟件製做中心雨亦奇編寫, 2001-06-28. */

2

3 #ifndef __DATETIME_H

4

5 #define __DATETIME_H

6

7 /* 日期結構 */

8 typedef struct

9 {

10 int year;

11 int mon;

12 int day;

13 }DATETYPE;

14

15 /* 時間結構 */

16 typedef struct

17 {

18 char hour;

19 char min;

20 char sec;

21 }TIMETYPE;

22

23 /* 函數原型說明 */

24

25 #ifdef SHARED

26 int (*getdate)(DATETYPE *d);

27 #else

28 int getdate(DATETYPE *d);

29 #endif

30

31 #ifdef SHARED

32 int (*gettime)(TIMETYPE *t);

33 #else

34 int gettime(TIMETYPE *t);

35 #endif

36

37 #endif

38

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這個用戶接口文件中，先定義了日期與時間結構，接着定義一下函數的原 型。動態函數與靜態函數的原型說明不一樣的是，動態函數應使用(*函數名)的 形式，以便引用其指針。若要引用文件中的動態函數說明，用戶應該定義一 下SHARED宏，這樣才能使用。

1.2 編寫getdate.c，源程序以下：

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1 /* getdate.c : 縱橫軟件製做中心雨亦奇編寫, 2001-06-28. */

2

3 ＃i nclude "time.h"

4 ＃i nclude "datetime.h"

5

6 int getdate(DATETYPE *d)

7 {

8 long ti;

9 struct tm *tm;

10

11 time(&ti);

12 tm=localtime(&ti);

13 d->year=tm->tm_year+1900;

14 d->mon=tm->tm_mon+1;

15 d->day=tm->tm_mday;

16 }

17

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在getdate函數中，先調用time取得以秒計的系統時間，再用localtime函數 轉換一下時間結構，最後調整獲得正確的日期。

1.3 編寫gettime.c，源程序以下：

----------------------------------------------------------------------

1 /* gettime.c : 縱橫軟件製做中心雨亦奇編寫, 2001-06-28. */

2

3 ＃i nclude "time.h"

4 ＃i nclude "datetime.h"

5

6 int gettime(TIMETYPE *t)

7 {

8 long ti;

9 struct tm *tm;

10

11 time(&ti);

12 tm=localtime(&ti);

13 t->hour=tm->tm_hour;

14 t->min=tm->tm_min;

15 t->sec=tm->tm_sec;

16 }

17

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gettime函數與getdate函數相仿，先用time函數取得以秒計的系統時間，再 用localtime函數轉換一下時間結構，最後返回當前的時間(不需調整)。

1.4 編寫維護文件makefile-lib，內容以下：

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1 # makefile-lib : 縱橫軟件製做中心雨亦奇編寫, 2001-06-28.

2

3 all : my.so

4

5 SRC = getdate.c gettime.c

6

7 TGT = $(SRC:.c=.o)

8

9 $(SRC) : datetime.h

10 @touch $@

11

12 %.o : %.c

13 cc -c $?

14

15 # 動態函數庫(my.so)生成

16 my.so : $(TGT)

17 cc -shared -o $@ $(TGT)

18

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編寫維護文件的目的，在於方便程序員維護程序，尤爲是維護比較大的工 程項目。一個素質良好的程序員應該學會熟練地編寫維護文件makefile。定 義了文件間的依賴關係後，一旦源文件發生變化，僅需make一下，其目標 文件維護代碼會自動執行，從而自動更新目標文件，減小了許多工做量。 注意: 每行維護代碼必須以TAB(跳格鍵)開始，不是的話make時將出錯。

本維護文件第1行是註釋行，以#號開頭；文件第3行定義全部須要維護的 函數庫；第5行定義相關源程序文件；第7行定義目標文件；第9-10行說明 全部源程序依賴於datetime.h頭文件，並有相應維護代碼，即touch一下， 更新一下源文件的時間；第12-13行定義.o文件依賴於相應的.c文件，並指 定了維護代碼，即用cc編譯一下；第16-17行定義共享庫my.so依賴的目標 文件，維護代碼中用-shared編譯選項，以生成動態連接庫my.so。

1.5 運行make -f makefile-lib 命令

make運行後，動態連接庫my.so就產生了，咱們就能夠在程序中調用了。 若是想讓系統全部用戶均可以使用，則應以root用戶登陸系統，將這個庫 拷貝到/lib目錄下(命令：cp my.so /lib)，或者在/lib目錄下建個符號鏈接便可 (命令：ln -s `pwd`/my.so /lib)。

二、LINUX下動態連接庫的使用

2.1 重要的dlfcn.h頭文件

LINUX下使用動態連接庫，源程序須要包含dlfcn.h頭文件，此文件定義了調 用動態連接庫的函數的原型。下面詳細說明一下這些函數。

2.1.1 dlerror

原型爲: const char *dlerror(void);

當動態連接庫操做函數執行失敗時，dlerror能夠返回出錯信息，返回值爲 NULL時表示操做函數執行成功。

2.1.2 dlopen

原型爲: void *dlopen (const char *filename, int flag);

dlopen用於打開指定名字(filename)的動態連接庫，並返回操做句柄。

filename: 若是名字不以/開頭，則非絕對路徑名，將按下列前後順序查找該 文件。

(1) 用戶環境變量中的LD_LIBRARY值；

(2) 動態連接緩衝文件/etc/ld.so.cache

(3) 目錄/lib，/usr/lib

flag表示在何時解決未定義的符號(調用)。取值有兩個:

1) RTLD_LAZY : 代表在動態連接庫的函數代碼執行時解決。

2) RTLD_NOW : 代表在dlopen返回前就解決全部未定義的符號，一旦未解 決，dlopen將返回錯誤。

dlopen調用失敗時，將返回NULL值，不然返回的是操做句柄。

2.1.3 dlsym : 取函數執行地址

原型爲: void *dlsym(void *handle, char *symbol);

dlsym根據動態連接庫操做句柄(handle)與符號(symbol)，返回符號對應的函 數的執行代碼地址。由此地址，能夠帶參數執行相應的函數。

如程序代碼: void (*add)(int x,int y); /* 說明一下要調用的動態函數add */

add=dlsym("xxx.so","add"); /* 打開xxx.so共享庫,取add函數地址 */

add(89,369); /* 帶兩個參數89和369調用add函數 */

2.1.4 dlclose : 關閉動態連接庫

原型爲: int dlclose (void *handle);

dlclose用於關閉指定句柄的動態連接庫，只有當此動態連接庫的使用計數 爲0時,纔會真正被系統卸載。

2.2 在程序中使用動態連接庫函數

2.2.1 程序範例

下面的程序裝載了動態連接庫my.so，並用getdate,gettime取得當前日期與 時間後輸出。

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1 /************************************/

2 /* 文件名稱: dy.c */

3 /* 功能描述: 動態連接庫應用示範程序 */

4 /* 程序編寫: 縱橫軟件製做中心雨亦奇 */

5 /* 編寫時間: 2001-06-28 */

6 /************************************/

7

8 ＃i nclude "stdio.h" /* 包含標準輸入輸出文件 */

9

10 ＃i nclude "dlfcn.h" /* 包含動態連接功能接口文件 */

11 #define SOFILE "./my.so" /* 指定動態連接庫名稱 */

12

13 #define SHARED /* 定義宏,確認共享,以便引用動態函數 */

14 ＃i nclude "datetime.h" /* 包含用戶接口文件 */

15

16 main()

17 {

18 DATETYPE d;

19 TIMETYPE t;

20 void *dp;

21 char *error;

22

23 puts("動態連接庫應用示範");

24

25 dp=dlopen(SOFILE,RTLD_LAZY); /* 打開動態連接庫 */

26

27 if (dp==NULL) /* 若打開失敗則退出 */

28 {

29 fputs(dlerror(),stderr);

30 exit(1);

31 }

32

33 getdate=dlsym(dp,"getdate"); /* 定位取日期函數 */

34

35 error=dlerror(); /* 檢測錯誤 */

36 if (error) /* 若出錯則退出 */

37 {

38 fputs(error,stderr);

39 exit(1);

40 }

41

42 getdate(&d); /* 調用此共享函數 */

43 printf("當前日期: %04d-%02d-%02d\n",d.year,d.mon,d.day);

44

45 gettime=dlsym(dp,"gettime"); /* 定位取時間函數 */

46

47 error=dlerror(); /* 檢測錯誤 */

48 if (error) /* 若出錯則退出 */

49 {

50 fputs(error,stderr);

51 exit(1);

52 }

53

54 gettime(&t); /* 調用此共享函數 */

55 printf("當前時間: %02d:%02d:%02d\n",t.hour,t.min,t.sec);

56

57 dlclose(dp); /* 關閉共享庫 */

58

59 exit(0); /* 成功返回 */

60

61 }

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程序說明:

第8行: 包含標準輸入輸出頭文件,由於程序中使用了printf,puts,fputs等標準 輸入輸出函數,須要讓編譯器根據頭文件中函數的原型,檢查一下語法;

第10-11行: 包含動態連接庫功能頭文件,並定義動態連接庫名稱;

第13-14行: 定義宏SHARED以便引用14行的頭文件datetime.h中的動態函數 說明;

第25行: 用dlopen打開SOFILE共享庫,返回句柄dp;

第27-31行: 檢測dp是否爲空,爲空則顯示錯誤後退出;

第33行: 用dlsym取得getdate函數動態地址;

第35-40行: 若是dlerror返回值不爲空,則dlsym執行出錯,程序顯示錯誤後退 出;

第42-43行: 執行getdate調用,輸出當前日期;

第45行: 用dlsym取得gettime函數動態地址;

第47-52行: 若是dlerror返回值不爲空,則dlsym執行出錯,程序顯示錯誤後退出;

第54-55行: 執行gettime調用,輸出當前時間;

第57行: 用dlclose關閉dp所指示的動態連接庫;

第59行: 程序退出,返回0值。

2.2.2 編寫維護文件

維護文件makefile內容以下:

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1 # makefile : 縱橫軟件製做中心雨亦奇編寫, 2001-06-28.

2

3 all : dy

4

5 DYSRC = dy.c

6

7 DYTGT = $(DYSRC:.c=.o)

8

9 %.o : %.c

10 cc -c $?

11

12 # 動態庫應用示範程序

13 dy : $(DYTGT)

14 cc -rdynamic -s -o $@ $(DYTGT) -ldl

15

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維護文件說明:

第3行: 定義全部須要維護的模塊;

第5行: 定義源程序;

第7行: 定義目標文件;

第9-10行: 定義.o文件依賴於.c文件,維護代碼爲「cc -c 變更的源文件名」;

第13-14行: 定義dy依賴於變量DYTGT指示的值,維護代碼中採用-rdynamic 選項以指定輸出文件爲動態連接的方式，選項-s指定刪除目標文件中的符號 表,最後的選項-ldl則指示裝配程序ld須要裝載dl函數庫。

2.2.3 運行make命令

運行make後將產生執行文件dy，運行後將產生以下相似信息：

動態連接庫應用示範

當前日期: 2001-06-28

當前時間: 10:06:21

當刪除my.so文件時,將出現如下信息:

動態連接庫應用示範

my.so: cannot open shared object file: 文件或目錄不存在

三、小結

LINUX建立與使用動態連接庫並非一件難事。

編譯函數源程序時選用-shared選項便可建立動態連接庫，注意應以.so後綴 命名，最好放到公用庫目錄(如/lib,/usr/lib等)下面，並要寫好用戶接口文件， 以便其它用戶共享。

使用動態連接庫，源程序中要包含dlfcn.h頭文件，寫程序時注意dlopen等 函數的正確調用，編譯時要採用-rdynamic選項與-ldl選項，以產生可調用動 態連接庫的執行代碼。

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在 Linux 下，若是你寫好了本身的動態連接庫，須要在其它程序裏調用，則須要讓這些程序能找到這些動態連接庫。若是設置不對，會出現相似以下的錯誤：

test: error while loading shared libraries: libexampleso.so.0: cannot open shared object file: No such file or directory

這是由於沒有把動態連接庫的安裝路徑（例如說是 /usr/local/lib ）放到變量 LD_LIBRARY_PATH 裏。

這時，能夠用命令 export 來臨時測試確認是否是這個問題：

export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/lib

在終端裏運行上面這行命令，再運行這個可執行文件，若是運行正常就說明是這個問題。

接下來的問題是：以上作法，只是臨時設置變量 LD_LIBRARY_PATH ，下次開機，一切設置將不復存在；如何把這個值持續寫到 LD_LIBRARY_PATH 裏呢？

咱們能夠在 ~/.bashrc 或者 ~/.bash_profile 中加入 export 語句，前者在每次登錄和每次打開 shell 都讀取一次，後者只在登錄時讀取一次。個人習慣是加到 ~/.bashrc 中，在該文件的未尾，可採用以下語句來使設置生效：

export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/usr/local/lib

修改完後，記得關掉當前終端並從新打開一個新的終端，從而使上面的配置生效。

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出處：

http://www.cnblogs.com/ardar/articles/357321.html

http://www.cnblogs.com/waterlin/archive/2011/07/14/2106056.html