C++靜態鏈接與動態鏈接詳解

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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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