【库函数】Linux下动态库.so和静态库.a的生成和使用

目录

🌞1. Linux下静态库和动态库的基本概念

🌞2. 动态库

🌊2.1 动态库如何生成

🌍2.1.1 文件详情

🌍2.1.2 编译生成动态库

🌊2.2 动态库如何使用

🌍2.2.1 案例

🌍2.2.2 动态库错误记录

🌞3. 静态库

🌊3.1 静态库如何生成

🌍3.1.1 文件详情

🌍3.1.2 编译生成动态库

🌊3.2 静态库如何使用

🌞1. Linux下静态库和动态库的基本概念

库（Library）是一组预先编写好的程序代码，它们被打包在一起以供其他程序使用，从而避免了重复编写相同的代码。库可以分为静态库和动态库两种类型：

静态库

• 作用：在程序编译的时候,将库编译进可执行程序中, 运行的时候不需要外部函数库
• 目录：默认库目录 /lib 或 /usr/lib 或 /usr/local/lib
• 后缀：libxxx.a
• 命名规范：静态库的名字一般为libxxxx.a，其中 xxxx 是该lib的名称

  动态库

  • 作用：在程序运行的时候,将库加载到程序中,运行的时候需要外部函数库
  • 目录：默认的动态库搜索路径/lib；/usr/lib
  • 后缀：libxxx.so
  • 命名规范：动态库的名字一般为libxxxx.so.major.minor，xxxx 是该lib的名称，major是主版本号，minor是副版本号

    使用库的主要目的是：

    1. 提高代码的重用性和可维护性
    2. 减少开发人员的工作量
    3. 并使程序更加模块化和易于扩展

    常见的库包括：

    1. 标准库（如C标准库和C++标准库）
    2. 第三方库（如图形界面库、数据库访问库、网络通信库等）
    3. 自定义的库（根据项目需求编写的特定功能的库）

     对.h头文件的理解    传送门：【头文件】对.h文件的理解-CSDN博客

    ---

    🌞2. 动态库

    🌊2.1 动态库如何生成

    下面通过一个小栗子介绍如何生成一个动态库。

    1. 一个头文件：  so_test.h
    2. 头文件接口实现的三个c文件：so_test_a.c  so_test_b.c  so_test_c.c
    3. 我们将这几个文件编译成一个动态库：libtest.so

    ---

    🌍2.1.1 文件详情

    我在路径/root/host/my_program/asoc/include下创建四个文件

    一个头文件：

    vi so_test.h

    #ifndef SO_TEST_H
    #define SO_TEST_H
    int addTwoiNum(int a, int b);
    int subTwoiNum(int a, int b);
    int mulTwoiNum(int a, int b);
    #endif
    

    三个.c文件：

    vi so_test_a.c

    #include "so_test.h"
    #include 
    int addTwoiNum(int a, int b) {
        return a + b;
    }
    

    vi  so_test_b.c

    #include "so_test.h"
    #include 
    int subTwoiNum(int a, int b) {
        return a - b;
    }
    

    vi so_test_c.c

    #include "so_test.h"
    #include 
    int mulTwoiNum(int a, int b) {
        return a * b;
    }
    

    ---

    🌍2.1.2 编译生成动态库

    给文件附上权限：

    chmod 777 so_test_a.c so_test_b.c so_test_c.c so_test.h 

    

    接下来，我们将编译这些文件成一个动态库。

    在Linux系统中可以使用gcc来完成这个任务。

    gcc -c -Wall -Werror -fpic so_test_a.c  so_test_b.c  so_test_c.c
    gcc -shared -o libtest.so so_test_a.o so_test_b.o so_test_c.o
    

    第一行命令 ：

    • -c 选项告诉编译器只编译源文件，而不进行链接。
    • -fpic 选项用于生成与位置无关的代码，这是动态链接库所必需的。

      第二行命令：

      • 使用 -shared 选项将目标文件链接成一个共享对象（动态库） libtest.so。

        现在，会得到一个名为 libtest.so 的动态库文件。

        

        ---

        🌊2.2 动态库如何使用

        前面已经成功生成了一个动态链接库libtest.so，下面通过一个程序来调用这个库里的函数。

        比如程序的源文件为：main.c【我创建的目录是/root/host/my_program/asoc/my_program】

        #include 
        #include "so_test.h"
        int main() {
            int result_a, result_b, result_c;
            int x = 10, y = 5;
            // 调用动态库中的函数
            result_a = addTwoiNum(x, y);
            result_b = subTwoiNum(x, y);
            result_c = mulTwoiNum(x, y);
            // 打印结果
            printf("Result of add: %d\n", result_a);
            printf("Result of sub: %d\n", result_b);
            printf("Result of mul: %d\n", result_c);
            return 0;
        }
        

        现在需要链接 libtest.so 到源文件。

        下面是编译模板：

        gcc -o main main.c -I/path/to/include -L/path/to/lib -ltest

        模板参数说明：

        • -o main：指定输出文件的名称为 main。
        • main.c：您的源文件。
        • -I/path/to/include：指定要搜索头文件的路径。
        • -L/path/to/lib：指定要搜索库文件的路径。
        • -ltest：指定要链接的库文件名称。这里假设动态库文件名为 libtest.so。

          请将 /path/to/include 和 /path/to/lib 替换为实际的路径。

          ---

          🌍2.2.1 案例

          【案例】如果头文件路径是 /root/host/my_program/asoc/include/so_test.h，动态库文件路径是 /root/host/my_program/asoc/include/libtest.so，可以这样编译 main.c 文件：

          gcc -o main main.c -I/root/host/my_program/asoc/include -L/root/host/my_program/asoc/include -ltest

          在这个命令中：

          • -o main：指定输出文件的名称为 main。
          • main.c：源文件。
          • -I/root/host/my_program/asoc/include：指定要搜索头文件的路径。
          • -L/root/host/my_program/asoc/include：指定要搜索库文件的路径。
          • -ltest：指定要链接的库文件名称。

            链接完成会生成一个 main 的可执行文件，这个可执行文件到底有没有成功链接到动态链接库呢？

            可以使用下面的命令来查看：

            ldd main

            

            这里说明虽然我们已经使用 -L 选项指定了库文件的搜索路径，但是系统加载器在搜索动态库时还是会按照默认的路径 /lib  或者 /usr/lib 的路径进行搜索，因此即使编译成功，但运行时仍找不到动态库。

            要解决这个问题，可以尝试设置 LD_LIBRARY_PATH 环境变量来指定动态库的搜索路径。例如我的动态库.so是在路径/root/host/my_program/asoc/include下，则使用命令：

            LD_LIBRARY_PATH=/root/host/my_program/asoc/include ./main

            

            这样运行时就能够找到动态库 libtest.so+运行成功！

            ---

            🌍2.2.2 动态库错误记录

            这个错误是在动态库执行的时候经常会遇到，说找不到这个.so文件，如果放在/lib或者/usr/lib下，那么默认就能找到。如果放在其他目录下，有 3 种解决方案：

            1. 将.so 文件拷贝到 /usr/lib/文件夹下面
            2. 添加PATH环境变量【前面的案例就是使用这个解决】

               export LD_LIBRARY_PATH=

            3. 修改配置脚本

               将动态库所在的路径加到  /etc/ld.so.conf 文件里

               vim /etc/ld.so.conf

               添加后刷新

               /sbin/ldconfig

            ---

            🌞3. 静态库

            🌊3.1 静态库如何生成

            下面通过一个小栗子介绍如何生成一个静态库。

            1. 一个头文件：  vi staticlib.h
            2. 头文件接口实现的三个c文件：staticlib.c
            3. 我们将这几个文件编译成一个静态库：libstatic.a

            ---

            🌍3.1.1 文件详情

            我在路径/root/host/my_program/asoc/include下创建下面的文件

            vi staticlib.h

            #ifndef __STATICLIB_H
            #define __STATICLIB_H
            int hello();
            #endif

            vi staticlib.c

            #include "staticlib.h"
            #include 
            int hello(){
                printf("hello,this is static lib\n");  
                return 0;
            }

            ---

            🌍3.1.2 编译生成动态库

            给文件附上权限：

            chmod 777 staticlib.h staticlib.c

            使用编译器将 staticlib.c 编译成目标文件（.o 文件）：

            gcc -c staticlib.c -o staticlib.o

            使用 ar 命令将目标文件打包成静态库文件 libstatic.a：

            ar rcs libstatic.a staticlib.o

            这样就生成了名为 libstatic.a 的静态库文件，其中包含了 staticlib.o 的内容。

            

            ---

            🌊3.2 静态库如何使用

            前面已经成功生成了一个动态链接库libtest.so，下面通过一个程序来调用这个库里的函数。

            比如程序的源文件为：test.c【我创建的目录是/root/host/my_program/asoc/my_program】

            内容如下：

            #include 
            #include "staticlib.h"
            int main() {
                printf("Calling hello() function...\n");
                hello();
                return 0;
            }
            

            接下来，需要编译 main.c 并链接静态库 libstatic.a。

            gcc test.c -o test -I/root/host/my_program/asoc/include/ -L/root/host/my_program/asoc/include/ -lstatic
            

            参数说明：

            •  -L 参数指定了编译器搜索库文件的路径
            • -lstatic 指定了要链接的静态库名字（注意，lib 前缀和 .a 扩展名都不需要在此处指定）

              然后运行可执行文件 test：

              ./test

              

              说明静态库链接成功！