Linux 创建和使用库：静态、共享和动态

创建和使用库：静态、共享和动态
作者：Norkai Laboratory
来自：Linux知识宝库

C语言中有一些函数不需要进行编译，有一些函数也可以在多个文章中使用。一般来说，
这些函数都会执行一些标准任务，如数据库输入 /输出操作或屏幕控制等。可以事先对这些
函数进行编译，然后将它们放置在一些特殊的目标代码文件中，这些目标代码文件就称为库。
库文件中的函数可以通过连接程序与应用程序进行连接。这样就不必在每次开发程序时都对
这些通用的函数进行编译了。

不同类型的应用程序将会使用不同的函数库。例如：libdbm库中组包含了对数据库文件
进行访问的dbm函数，需要对数据库进行操作的程序就会与该库进行连接。数学应用程序将
使用数学库libm，X-Windows应用程序将使用Xlib库，libX11。另外，所有的程序都将使用
标准的C函数库。libc，该库中包含了内存管理或输入输出操作的基本函数，这些库都
存放在/usr/lib这些系统公用的目录中，系统中的任何用户都可以利用这些库。当然用户也
可以建立自己专用的库函数，供自己或其它指定的人员使用。

库可以有三种使用的形式：静态、共享和动态。静态库的代码在编译时就已连接到开发
人员开发的应用程序中，而共享库只是在程序开始运行时才载入，在编译时，只是简单地指
定需要使用的库函数。动态库则是共享库的另一种变化形式。动态库也是在程序运行时载入，
但与共享库不同的是，使用的库函数不是在程序运行开始，而是在程序中的语句需要使用该
函数时才载入。动态库可以在程序运行期间释放动态库所占用的内存，腾出空间供其它程序
使用。由于共享库和动态库并没有在程序中包括库函数的内容，只是包含了对库函数的引用，
因此代码的规模比较小。

已经开发的大多数库都采取共享库的方式。ELF格式的可执行文件使得共享库能够比较容
易地实现，当然使用旧的a.out模式也可以实现库的共享。Linux系统中目前可执行文件的标准
格式为ELF格式。

GNU库的使用必须遵守Library GNU Public License(LGPL许可协议)。该协议与GNU许可协
议略有不同，开发人员可以免费使用GNU库进行软件开发，但必须保证向用户提供所用的库函
数的源代码。

系统中可用的库都存放在/usr/lib和/lib目录中。库文件名由前缀lib和库名以及后缀组
成。根据库的类型不同，后缀名也不一样。共享库的后缀名由.so和版本号组成，静态库的后
缀名为.a。采用旧的a.out格式的共享库的后缀名为.sa。

libname.so.major.minor
libname.a
这里的name可以是任何字符串，用来唯一标识某个库。该字符串可以是一个单字、几个字
符、甚至一个字母。数学共享库的库名为libm.so.5，这里的标识字符为m，版本号为5。libm.a
则是静态数学库。X-Windows库名为libX11.so.6，这里使用X11作为库的标识，版本号为6。

使用gcc编译器就可以将库与自己开发的程序连接起来，例如：libc.so.5中包含了标准的输
入输出函数，当连接程序进行目标代码连接时会自动搜索该程序并将其连接到生成的可执行文件
中。标准的输入输出库中包含了许多基本的输入输出函数，如printf函数等。也可以连接其它的
一些系统函数库，如数学库等，但与libc.so.5不同，大部分其它的系统库需要在命令行中显式
指定所用的库名。

在/usr/lib和/lib目录中可以找到绝大多数的共享库。连接时将首先搜索这两个目录。有一
些库也可能存放在特定的目录中，在/etc/ld.conf配置文件中给出了这些目录的列表。连接程序
也会对列出的这些目录进行搜索。在默认情况下，Linux将首先搜索指定库的共享版本，如果找
不到，才会去搜索静态版本。在对共享库进行更新或安装新库后，必须运行ldconfig命令更新
/etc/ld.conf文件中相应的项(如果使用RPM进行安装，一般会自动进行更新，不过也不能保证
这一点)。

在gcc编译器中引用可搜索到的目录中的库文件时，需要使用-l选项和库名。在gcc命令行上
输入-lm可以在程序中连接标准算术库，-l将首先使用libname.so进行搜索，这里是libm.so。下
面的例子将使用算术库创建bookrecs程序，请注意这里的-lm选项。
$ gcc main.c io.c -o bookrecs -lm

系统中还有一些其它可用的库，常用的是libncurses.a库，包含了一些简单的鼠标移动例程。
在命令行中使用-lncurses选项引用libncurses.so库。下面的例子同时调用了数学和光标库。
$ gcc mian.c io.c -o bookrecs -lm -lncurses

在引用其它目录中的库时，需要使用-ldir选项指定该目录。该选项指定了搜索库函数时其
它路径。在下面的例子中，用户在连接时使用了mydir目录中的myio.so库文件。
$ gcc main.c -o bookrecs -lmydir -lmyio (http://www.fanqiang.com)

a的是为了支持较老的a.out格式的可执行文件的
.so的是支持elf格式的可执行文件的库。

静态库是指编译连接时，把库文件的代码全部加入到可执行文件中，所以生成的文件较大，
但运行时，就不再需要库文件了。动态库正好相反，在编译连接时，没有把库文件的代码加入
到可执行文件中，所以生成的文件较小，但运行时，仍需要加载库文件

.a是静态库文件，可以用ar 命令生成。
.so是动态库文件，编译时加上指定的选项即可生成，具体选项看相应的系统文档了。。。。

IBM AIX下如下：
$(CC) $(SHOPT) $(SHLIBS) a.o b.o -o lib$@$(DBBUILDTAIL)

假设你有test1.c test2.c test3.c , 编写成动态链接库
1. 先编译成test1.o test2.o test3.o
2. gcc -shared -W1, -soname,libvTest.so.1 -o libvTest.so.1.0 *.o

我给你一篇文章吧，是IBM公司的人写的，我就是照着里面做的，另外你可以采用C++的方
式写，然后再套一层C写SO，最后可供外部以C的方式调用。还有一种方法就是将C++编写的SO
以C++的方式提供给外界使用，就是在外部程序中引入类的声明及变量实例，就好象外部程序
也是其中一部分一样。