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动态库与静态库【Linux】

news 2025/6/27 10:26:13

程序编译过程

源代码(.cpp) → 预处理(.i) → 编译(.s) → 汇编(.o) → 链接(可执行文件)

g++ -o main.i -E main.cpp 参数说明：

参数	功能	输出文件类型
`-E`	仅预处理	`.i`
`-S`	预处理 + 编译	`.s`
`-c`	预处理 + 编译 + 汇编	`.o`
无	完整流程（预处理→编译→汇编→链接）	可执行文件

若省略 -o main.i，预处理结果会默认输出到终端（可通过重定向保存

g++ 对参数顺序无严格要求，-o 参数与源文件名的位置可互换，约定俗成将 -o 参数放在源文件名之前（如 g++ -o hello hello.cpp），以提高可读性。

链接的目的:

将多个目标文件(.o)和库文件合成最终的可执行文件。链接分为两种:【静志链接】和【动态链接】

静态库和动态库

一、区别：

‌特性‌	‌静态库‌	‌动态库‌
‌文件扩展名‌	Linux: `.a` Windows: `.lib`	Linux: `.so` Windows: `.dll`
‌链接时机‌	编译时直接嵌入可执行文件	运行时动态加载到内存
‌可执行文件‌	独立运行，不依赖外部库	需确保动态库存在于系统路径
‌内存占用‌	库代码复制到每个进程，内存冗余	多个进程共享同一内存副本，节省资源
‌更新维护‌	需重新编译整个程序	替换库文件即可生效（需接口兼容）

‌二、工作原理

静态库

‌本质是目标文件（.o）的归档集合，通过 ar 工具打包生成 .a 文件。
编译时链接器将库代码复制到可执行文件中，导致文件体积较大

生成和使用静态库：

g++ -c add.cpp -o add.o        # 编译为目标文件
ar rcs libadd.a add.o       # 打包为静态库
g++ main.cpp -L. -ladd -o app # 链接静态库-L.的.表示当前目录，  -l加文件名
./app    #运行可执行文件app

‌动态库‌

编译时需添加 -fPIC 生成位置无关代码，确保加载地址灵活。
运行时通过动态链接器（如 ld-linux.so）加载，依赖 LD_LIBRARY_PATH 或系统库路径

生成和使用动态库：

gcc -fPIC -c add.cpp # 生成add.o文件,一定要加fPIC，表示任意路径都能用
g++ -shared -o libadd.so add.o    #生成动态库
gcc main.c -L. -lcalc -o app          # 链接动态库
export LD_LIBRARY_PATH=. # 设置临时库路径,.表示在当前目录
./app    #运行app文件

编译时候直接使用：g++ mythread.cpp -lpthread -o app

‌三、适用场景‌

‌优先选静态库‌：
✅ 需独立分发的嵌入式程序（无外部依赖）
✅ 对运行时效率要求苛刻的场景（无动态加载开销）
‌优先选动态库‌：
✅ 多进程共享的公共模块（如系统库）
✅ 频繁更新的功能模块（避免重新编译主程序）

‌四、常见问题‌

‌静态库链接冲突‌
若同时存在同名静态库（.a）和动态库（.so），默认优先链接动态库。强制静态链接需指定 -static 或 -Bstatic 参数
‌动态库加载失败‌
原因包括路径未配置（LD_LIBRARY_PATH）、权限不足或 ABI 不兼容。可通过 ldd app 检查依赖路径。
‌位置无关代码必要性‌
动态库编译时 -fPIC 是关键，避免加载时修改代码段（违反现代操作系统的 W^X 安全策略）