動態(tài)庫和靜態(tài)庫的制作過程

春暉寸草 2009-12-24

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我們通常把一些公用函數(shù)制作成函數(shù)庫，供其它程序使用。函數(shù)庫分為靜態(tài)庫和動態(tài)庫兩種。靜態(tài)庫在程序編譯時會被連接到目標代碼中，程序運行時將不再需要該靜態(tài)庫。動態(tài)庫在程序編譯時并不會被連接到目標代碼中，而是在程序運行是才被載入，因此在程序運行時還需要動態(tài)庫存在。本文主要通過舉例來說明在Linux中如何創(chuàng)建靜態(tài)庫和動態(tài)庫，以及使用它們。

在創(chuàng)建函數(shù)庫前，我們先來準備舉例用的源程序，并將函數(shù)庫的源程序編譯成.o文件。

第1步：編輯得到舉例的程序--hello.h、hello.c和main.c；

hello.c(見程序2)是函數(shù)庫的源程序，其中包含公用函數(shù)hello，該函數(shù)將在屏幕上輸出"Hello XXX!"。hello.h(見程序1)為該函數(shù)庫的頭文件。main.c(見程序3)為測試庫文件的主程序，在主程序中調(diào)用了公用函數(shù)hello。

#ifndef HELLO_H
#define HELLO_H

void hello(const char *name);

#endif //HELLO_H
程序1: hello.h

#include <stdio.h>

         void hello(const char *name)
         {
          printf("Hello %s!\n", name);
         }
         程序2: hello.c

#include "hello.h"

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

第2步：將hello.c編譯成.o文件；

無論靜態(tài)庫，還是動態(tài)庫，都是由.o文件創(chuàng)建的。因此，我們必須將源程序hello.c通過gcc先編譯成.o文件。

在系統(tǒng)提示符下鍵入以下命令得到hello.o文件。

# gcc -c hello.c

(注1：本文不介紹各命令使用和其參數(shù)功能，若希望詳細了解它們，請參考其他文檔。)

(注2：首字符"#"是系統(tǒng)提示符，不需要鍵入，下文相同。)

我們運行l(wèi)s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"#"為系統(tǒng)運行結果，下文相同。)

在ls命令結果中，我們看到了hello.o文件，本步操作完成。

下面我們先來看看如何創(chuàng)建靜態(tài)庫，以及使用它。

第3步：由.o文件創(chuàng)建靜態(tài)庫；

靜態(tài)庫文件名的命名規(guī)范是以lib為前綴，緊接著跟靜態(tài)庫名，擴展名為.a。例如：我們將創(chuàng)建的靜態(tài)庫名為myhello，則靜態(tài)庫文件名就是libmyhello.a。在創(chuàng)建和使用靜態(tài)庫時，需要注意這點。創(chuàng)建靜態(tài)庫用ar命令。

在系統(tǒng)提示符下鍵入以下命令將創(chuàng)建靜態(tài)庫文件libmyhello.a。

# ar cr libmyhello.a hello.o

我們同樣運行l(wèi)s命令查看結果：

# ls

hello.c hello.h hello.o libmyhello.a main.c

ls命令結果中有l(wèi)ibmyhello.a。

第4步：在程序中使用靜態(tài)庫；

靜態(tài)庫制作完了，如何使用它內(nèi)部的函數(shù)呢？只需要在使用到這些公用函數(shù)的源程序中包含這些公用函數(shù)的原型聲明，然后在用gcc命令生成目標文件時指明靜態(tài) 庫名，gcc將會從靜態(tài)庫中將公用函數(shù)連接到目標文件中。注意，gcc會在靜態(tài)庫名前加上前綴lib，然后追加擴展名.a得到的靜態(tài)庫文件名來查找靜態(tài)庫文件。

在程序3:main.c中，我們包含了靜態(tài)庫的頭文件hello.h，然后在主程序main中直接調(diào)用公用函數(shù)hello。下面先生成目標程序hello，然后運行hello程序看看結果如何。

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

# ./hello

Hello everyone!

我們刪除靜態(tài)庫文件試試公用函數(shù)hello是否真的連接到目標文件 hello中了。

# rm libmyhello.a

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

# ./hello

Hello everyone!

程序照常運行，靜態(tài)庫中的公用函數(shù)已經(jīng)連接到目標文件中了。

我們繼續(xù)看看如何在Linux中創(chuàng)建動態(tài)庫。我們還是從.o文件開始。

第5步：由.o文件創(chuàng)建動態(tài)庫文件；

動態(tài)庫文件名命名規(guī)范和靜態(tài)庫文件名命名規(guī)范類似，也是在動態(tài)庫名增加前綴lib，但其文件擴展名為.so。例如：我們將創(chuàng)建的動態(tài)庫名為myhello，則動態(tài)庫文件名就是libmyhello.so。用gcc來創(chuàng)建動態(tài)庫。

在系統(tǒng)提示符下鍵入以下命令得到動態(tài)庫文件libmyhello.so。

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

我們照樣使用ls命令看看動態(tài)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(tài)庫；

在程序中使用動態(tài)庫和使用靜態(tài)庫完全一樣，也是在使用到這些公用函數(shù)的源程序中包含這些公用函數(shù)的原型聲明，然后在用gcc命令生成目標文件時指明動態(tài)庫名進行編譯。我們先運行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(tài)庫文件libmyhello.so。程序在運行時，會在/usr/lib和/lib等目錄中查找需要的動態(tài) 庫文件。若找到，則載入動態(tài)庫，否則將提示類似上述錯誤而終止程序運行。我們將文件libmyhello.so復制到目錄/usr/lib中，再試試?；蛘咴O置環(huán)境變量LD_LIBRARY_PATH到動態(tài)庫所在目錄

# mv libmyhello.so /usr/lib

# ./hello

Hello everyone!

成功了。這也進一步說明了動態(tài)庫在程序運行時是需要的。

我們回過頭看看，發(fā)現(xiàn)使用靜態(tài)庫和使用動態(tài)庫編譯成目標程序使用的gcc命令完全一樣，那當靜態(tài)庫和動態(tài)庫同名時，gcc命令會使用哪個庫文件呢？抱著對問題必究到底的心情，來試試看。

先刪除除.c和.h外的所有文件，恢復成我們剛剛編輯完舉例程序狀態(tài)。

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

# ls

hello.c hello.h main.c

在來創(chuàng)建靜態(tài)庫文件libmyhello.a和動態(tài)庫文件libmyhello.so。

# gcc -c hello.c

# ar cr libmyhello.a hello.o