Linux下静态库、动态库的创建和使用

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发布时间：2015-08-25 20:26:24

Linux下静态库、动态库的创建和使用

Linux库文件名由：前缀lib、库名和后缀3部分组成，静态库通常以.a作为后缀，动态库以.so作为后缀，

Linux下把动态库叫做共享库，so即shared object的缩写。

静态库是程序编译链接时使用，动态库是程序运行时使用。

预备知识：

a) 2个重要的环境变量：

LIBRARY_PATH : 库文件（静态库或者动态库）搜索路径，编译器链接时，需要去这些路径搜索相应的库，当然系统默认的库文件搜索路径是/usr/lib和/lib。

LD_LIBRARY_PATH ：动态库文件搜索路径，程序运行时，需要去这些路径搜索相应的动态库，程序运行时，默认的搜索动态库的路径也是/usr/lib和/lib。

b) 2个重要的系统文件：

/etc/ld.so.conf ：里面可以加上动态库的搜索路径，绝对路径，（/usr/lib和/lib默认包含其中）

/etc/ld.so.cache ：保存/etc/ld.so.conf里所有路径的所有的动态库文件的缓存，保存了已排好序的动态链接库名字列表，有一个命令：ldconfig 会根据/etc/ld.so.conf生成或者更新/etc/ld.so.cache，执行这个命令需要root权限。（关于这个cache文件里面具体实现哪些东西，笔者也不是很清楚，待后续研究）

程序在运行时，如果都要搜索/etc/ld.so.conf里目录下库文件，效率会很低，因此Linux采用了类似高速缓存制，程序先去查找缓存文件/etc/ld.so.cache ，因此当/usr/lib或者/lib下放入新的动态库后，也要执行sudo ldconfig 重新生成缓存文件，否则程序无法运行，报错提示，找不到共享库。当往/etc/ld.so.conf里添加目录时，或者后来在这些目录下添加新的库，都需要执行 sudo ldconfig 生成新的缓存文件。

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假设有如下文件：mylib.h mylib.c depend.h depend.c

一、创建静态库

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gcc -c mylib.c -o mylib.o
gcc -c depend.c -o depend.o
ar rcs libmylib.a  mylib.o depend.o

ar 其实就是将*.o文件打包归档而已，主要参数说明：

  r --- 在库中加入成员文件，若存在，则替换

  c --- 创建一个静态库

  s --- 无论ar命令是否修改了库的内容，都强制重新生成库符号表

  d --- 从库中删除成员文件

二、使用静态库(3种方法)

1、把库文件放入/usr/lib或者/lib目录下

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gcc main.c -o main -lmylib

2、链接时指定库的目录，假设库文件放在/home/user/lib/下

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gcc main.c -o main -L/home/user/lib -lmylib

3、修改环境变量，将库文件所在目录/home/user/lib/加入到LIBRARY_PATH

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export  LIBRARY_PATH=/home/user/lib/:$LIBRARY_PATH
gcc main.c -o main -lmylib

三、创建动态库(2种方法)

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# 方法1
gcc -fpic -c mylib.c  -o mylib.o
gcc -fpic -c depend.c -o depend.o
gcc -shared -o libmylib.so mylib.o depend.o

# 方法2
gcc -fpic -shared mylib.c depend.c -o libmylib.so

四、使用动态库（4种方法）

假设libmylib.so库文件在/home/user/lib/下,以下4种方法：

1、把动态库放入 /usr/lib或者/lib下，然后执行sudo ldconfig

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gcc main.c -o main -lmylib

2、修改环境变量

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

注意这种方式，不能编译通过，因为LD_LIBRARY_PATH只和运行时有关，所以正确的做法是：

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# 编译 + 运行时路径
gcc main.c -o main -L/home/user/lib -lmylib

或者将/home/user/lib加入到LIBRARY_PATH中：

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export LIBRARY_PATH=/home/user/lib/:$LIBRARY_PATH
gcc main.c -o main -lmylib

3、将/home/user/lib/加入到/etc/ld.so.conf中，执行sudo ldconfig

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gcc main.c -o main -lmylib

4、在编译时，设置动态库运行时寻找路径

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gcc main.c -o main -L/home/user/lib -lmylib -Wl,-rpath=/home/user/lib

-Wl,-rpath= 指定程序在运行时，搜索动态库会第一个搜索这个指定目录，然后是LD_LIBRARY_PATH，再是/etc/ld.so.conf中的路径。

结论：程序运行时，动态库搜索路径顺序：

  1. 编译时 -Wl,-rpath= 指定的路径
  2. LD_LIBRARY_PATH
  3. /etc/ld.so.cache，即/etc/ld.so.conf中的路径。

根据笔者的实践经验，笔者推荐使用第4种方法，原因如下：

1、对于方法1，诚然简单方便，易于批量部署，但是假如我使用动态库在目标机器也存在，比如 libcurl.so, boost库，如果我使用的libcurl.so比目标机器上的libcurl.so库版本高，那么就等于升级了目标机器的libcurl.so库文件，虽然Linux约定了动态库版本兼容的规则，但是对于随意升级目标机器上的库文件，有时候会造成一些问题，显然污染了系统文件的纯洁。

2、对方法2和方法3都需要修改配置文件，比较麻烦，不易于批量部署，而且也容易污染系统文件的纯洁。

3、方法4的库文件路径可以自己定义，与系统库文件隔离了，解决了方法1，2，3存在的问题。

然而在实践过程中，使用方法4会出现一些莫名其妙的问题。

比如我的程序依赖这个库libcurl.so.4.3.0(一个有名的开源库)，并且放在/home/user/lib下，

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# 无法编译 —— libcurl.so 不存在，实际文件是 libcurl.so.4.3.0
gcc main.c -o main -L/home/user/lib -lcurl -Wl,-rpath=/home/user/lib

# 可以编译，但无法运行
gcc main.c -o main /home/user/lib/libcurl.so.4.3.0  -Wl,-rpath=/home/user/lib

为什么会出现这种问题呢？该如何解决呢？请参见下一篇博客《再谈Linux下的动态库》。

以上内容是笔者在工作中，使用动态库、静态库的个人总结，今作记录于此，由于笔者的水平有限，出错在所难免，恳请读者拍砖指正，谢谢阅读。