C++靜態(tài)鏈接與動態(tài)鏈接詳解
一、GCC工作流程
預(yù)處理：把#頭文件展開，進(jìn)行宏替換，去掉注釋(生成.i文件)
編譯：把預(yù)處理后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(biāo)文件(.o文件)
鏈接：將函數(shù)庫中相應(yīng)的代碼組合到目標(biāo)文件，生成可執(zhí)行文件(默認(rèn)a.out文件)
o文件不會立即執(zhí)行，因為可能出現(xiàn)：一個.cpp文件中的函數(shù)引用了另一個.cpp文件中定義的符號/調(diào)用了某個庫文件中的函數(shù)。鏈接的目的就是將這些文件對應(yīng)的目標(biāo)文件鏈接成一個整體，從而生成可執(zhí)行文件。
二、靜態(tài)鏈接與動態(tài)鏈接
程序庫：包含數(shù)據(jù)和執(zhí)行代碼的文件，不能單獨執(zhí)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(xiàn)代碼復(fù)用，便于更新程序
程序庫又分為靜態(tài)鏈接庫與動態(tài)鏈接庫
1、靜態(tài)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(zhí)行文件中去，程序運行的時候不再調(diào)用其它的庫文件
一個靜態(tài)庫，可以看作是一些目標(biāo)代碼的集合，在可執(zhí)行程序運行前就已經(jīng)加入到執(zhí)行代碼中，成為執(zhí)行程序的一部分。
靜態(tài)鏈接的優(yōu)點：對運行環(huán)境依賴小，具有較好的兼容性。
靜態(tài)鏈接的缺點：生成的程序較大，需要更多的系統(tǒng)資源(所需的所有庫都被打包進(jìn)可執(zhí)行文件了)，在裝入內(nèi)存中消耗更多時間
一旦庫函數(shù)有了更新，必須重新編譯應(yīng)用程序
此處，我們制作實現(xiàn)加減乘除的靜態(tài)庫，首先編寫add.c、sub.c、mul.c、div.c文件及對應(yīng).h文件，另外編寫text.c文件進(jìn)行測試。gcc -c 生成目標(biāo)文件.o，然后將.o文件打包，制作靜態(tài)庫libtext.a
2、動態(tài)鏈接
靜態(tài)庫存在的問題：
(1)若兩個.o文件都使用同一個靜態(tài)庫，那么內(nèi)存中會拷貝2份靜態(tài)庫的代碼，然 后分別與兩個.o文件一起打包到可執(zhí)行文件中，造成空間浪費。
舉個例子：某個靜態(tài)庫占1M內(nèi)存，有2000個.o文件使用這個靜態(tài)庫，內(nèi)存中有2000個靜態(tài)庫的代碼(將近2000GB)，空間浪費嚴(yán)重。
(2) 所需的庫被拷貝到可執(zhí)行文件中去了，如果某個庫更新了，則與它相關(guān)的所有可執(zhí)行文件都需要重新編譯。
為了解決這兩個問題，引出動態(tài)庫(又稱共享庫)，動態(tài)庫在程序編譯時，并不會被鏈接到目標(biāo)代碼中，而是在運行時載入，不同應(yīng)用程序如果調(diào)用相同的的庫，內(nèi)存里只有一份共享庫的實例，避免了浪費。由于動態(tài)庫在運行時才被載入，也解決了靜態(tài)庫對程序的更新、部署和發(fā)布帶來的馬糞，用戶只需要更新動態(tài)庫即可。
動態(tài)鏈接的優(yōu)點：鏈接時，僅僅建立與所需庫函數(shù)之間的關(guān)系；
在程序運行時才將所需資源調(diào)入可執(zhí)行程序；
簡化程序的升級，有較小的程序體積；
實現(xiàn)進(jìn)程之間的資源共享，內(nèi)存中只有一份動態(tài)庫的實例，避免充分拷貝
動態(tài)鏈接的缺點：依賴動態(tài)庫，不能獨立運行
動態(tài)庫依賴版本問題嚴(yán)重
同樣的，我們制作制作實現(xiàn)加減乘除的動態(tài)庫。
我們把動態(tài)庫.so和測試文件.c拷貝當(dāng)前目錄，使得系統(tǒng)加載可執(zhí)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(tài)庫的絕對路徑，此時需要系統(tǒng)動態(tài)載入器(dynamic linker/loader)。對于elf格式的可執(zhí)行程序，是由ld-linux.so*來完成的。搜索elf文件的DT_PATH段(環(huán)境變量)LD_LIBRARY_PATH，/etc/ld.so.cache文件列表，/urs/lib目錄找到庫文件后將其載入內(nèi)存。
動態(tài)庫加載失敗的解決辦法：這里給出兩個解決辦法，來找到動態(tài)庫
總結(jié)
本篇文章就到這里了，希望能夠給你帶來幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容！
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