C++靜態鏈接與動態鏈接詳解
一、GCC工作流程
預處理:把#頭文件展開,進行宏替換,去掉註釋(生成.i文件)
編譯:把預處理後的文件生成匯編文件(.s文件),主要是檢查語法、語義問題
匯編:把匯編文件生成目標文件(.o文件)
鏈接:將函數庫中相應的代碼組合到目標文件,生成可執行文件(默認a.out文件)
o文件不會立即執行,因為可能出現:一個.cpp文件中的函數引用瞭另一個.cpp文件中定義的符號/調用瞭某個庫文件中的函數。鏈接的目的就是將這些文件對應的目標文件鏈接成一個整體,從而生成可執行文件。
二、靜態鏈接與動態鏈接
程序庫:包含數據和執行代碼的文件,不能單獨執行,可以作為程序庫的一部分來完成某些功能。
庫的存在可以使程序模塊化,可以加快程序的再編譯,實現代碼復用,便於更新程序
程序庫又分為靜態鏈接庫與動態鏈接庫
1、靜態鏈接
在鏈接階段,將匯編生成的.o文件和所需要的庫一起鏈接打包到可執行文件中去,程序運行的時候不再調用其它的庫文件
一個靜態庫,可以看作是一些目標代碼的集合,在可執行程序運行前就已經加入到執行代碼中,成為執行程序的一部分。
靜態鏈接的優點:對運行環境依賴小,具有較好的兼容性。
靜態鏈接的缺點:生成的程序較大,需要更多的系統資源(所需的所有庫都被打包進可執行文件瞭),在裝入內存中消耗更多時間
一旦庫函數有瞭更新,必須重新編譯應用程序
此處,我們制作實現加減乘除的靜態庫,首先編寫add.c、sub.c、mul.c、div.c文件及對應.h文件,另外編寫text.c文件進行測試。gcc -c 生成目標文件.o,然後將.o文件打包,制作靜態庫libtext.a
2、動態鏈接
靜態庫存在的問題:
(1)若兩個.o文件都使用同一個靜態庫,那麼內存中會拷貝2份靜態庫的代碼,然 後分別與兩個.o文件一起打包到可執行文件中,造成空間浪費。
舉個例子:某個靜態庫占1M內存,有2000個.o文件使用這個靜態庫,內存中有2000個靜態庫的代碼(將近2000GB),空間浪費嚴重。
(2) 所需的庫被拷貝到可執行文件中去瞭,如果某個庫更新瞭,則與它相關的所有可執行文件都需要重新編譯。
為瞭解決這兩個問題,引出動態庫(又稱共享庫),動態庫在程序編譯時,並不會被鏈接到目標代碼中,而是在運行時載入,不同應用程序如果調用相同的的庫,內存裡隻有一份共享庫的實例,避免瞭浪費。由於動態庫在運行時才被載入,也解決瞭靜態庫對程序的更新、部署和發佈帶來的馬糞,用戶隻需要更新動態庫即可。
動態鏈接的優點:鏈接時,僅僅建立與所需庫函數之間的關系;
在程序運行時才將所需資源調入可執行程序;
簡化程序的升級,有較小的程序體積;
實現進程之間的資源共享,內存中隻有一份動態庫的實例,避免充分拷貝
動態鏈接的缺點:依賴動態庫,不能獨立運行
動態庫依賴版本問題嚴重
同樣的,我們制作制作實現加減乘除的動態庫。
我們把動態庫.so和測試文件.c拷貝當前目錄,使得系統加載可執行文件時,能夠知道所依賴的庫的名字,但是還需要找到動態庫的絕對路徑,此時需要系統動態載入器(dynamic linker/loader)。對於elf格式的可執行程序,是由ld-linux.so*來完成的。搜索elf文件的DT_PATH段(環境變量)LD_LIBRARY_PATH,/etc/ld.so.cache文件列表,/urs/lib目錄找到庫文件後將其載入內存。
動態庫加載失敗的解決辦法:這裡給出兩個解決辦法,來找到動態庫
總結
本篇文章就到這裡瞭,希望能夠給你帶來幫助,也希望您能夠多多關註WalkonNet的更多內容!
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