linux下庫檔案的程式設計

　　程式設計到了一定的時候，總喜歡追求新的東西。将代碼盡量子產品化就是我的追求之一，原來隻是滿足于将代碼從單檔案中分離，通過頭檔案和實作檔案實作子產品化，後來發現最好的方法是打包成庫檔案，使用更加友善。盡管在linux和windows下都有大量的庫檔案，由于二者的工具不同，加上筆者主要是在linux下程式設計和教學，是以本文主要介紹Linux下的庫檔案的制作。

　　庫檔案在linux中主要有兩種：靜态庫和動态庫（共享庫），二者的不同主要有：

　　1、載入時機不同：靜态庫是在編譯時進行載入到代碼中；共享庫在運作時載入到代碼中；

　　2、對生成的可執行檔案的影響不同：靜态庫的缺失不會影響後期可執行檔案的運作；共享庫的缺失會影響可執行檔案的執行；

　　3、對可執行檔案大小改變不同：靜态庫在編譯過程中将所有檔案添加到可執行檔案中，生成可執行檔案偏大；共享庫在編譯過程中将所有檔案連結到可執行檔案中，生成的可執行檔案幾乎沒有增大；

　　4、後期維護的影響不同：靜态庫可能會重複應用，浪費空間；共享庫更容易引用使用，隻需要一份庫實作多個檔案的共享使用；

　　5、字尾名稱不同：靜态庫的字尾名是.a; 動态庫的字尾名是.so;

　　6、生成方式不同：靜态庫主要是gcc将*.c檔案形成*.o檔案，使用ar指令打包成.a檔案即可；動态庫檔案主要由gcc加上特定參數編譯生成

　　7、形成的可執行檔案的執行方式不同：靜态庫生成的可執行檔案直接執行即可；動态庫生成的可執行檔案執行時須保證動态庫檔案能夠被找到：可以将動态庫檔案連結或複制到/usr/lib或/lib目錄，一般不這樣做；設定環境變量LD_LIBRARY_PATH，使用指令export  LD_LIBRARY_PATH=$(pwd)；使用指令ldconfig目錄，将制定目錄下的動态連結庫被系統共享起來sudo ldconfig /home/munication/WORKM/libDemo/;

　　作為現成的庫檔案，一般都具有成熟可靠、能夠複用、接口明确等特點。是以，善于利用庫檔案，會讓初學者很容易站在巨人的肩膀上。

　　下面為了更好的說明問題，通過三種方式來形成一個可執行檔案testCal，功能很簡單。

　　一、不是用庫的方式，代碼add.c、sub.c、mul.c、div.c、mod.c、cal.h testCal.c都是一樣的：

add.c　　

sub.c

mul.c

div.c

mod.c

cal.h

testCal.c

　　這個是附加的檔案makefile，檔案名稱為makefile

　　如果有上邊的makefile檔案，下面的操作都是假設上邊所有的檔案：add.c  cal.h  div.c  makefile  mod.c  mul.c  sub.c  testCal.c都在/home/munication/WORKM/libDemo/目錄下

　　終端下到/home/munication/WORKM/libDemo/目錄下，

　　使用下面的目錄生成可執行檔案，并有下面的提示資訊：　

　　如果其中的檔案更改，可以使用同一個指令make即可重新編譯生成新的執行檔案，make會自動判斷那些檔案需要編譯，如果需要把中間檔案删除，使用指令make clean，提示資訊為；

　　如果不用makefile檔案，可以使用手工指令：

　　檢視檔案大小：

　　很明顯，可以看出形成的可執行檔案的大小是7388位元組，7k位元組的大小。

　　執行可執行檔案，使用指令：

　　二、使用靜态庫檔案，生成靜态庫。庫檔案一般以lib為字首，緊接着是庫的名稱，擴充名為.a，例如我們這裡要建立庫名libcal.a的庫，使用指令ar,具體如下：

　　使用靜态庫，建立庫檔案的接口檔案頭檔案，本文中是cal.h檔案，使用庫檔案的檔案testCal.c包含頭檔案cal.h檔案即可，使用如下指令編譯：

　　其中上邊指令的說明：

　　（1）、gcc -o testCal：使用gcc編譯，-o指定檔案名，後邊的testCal就是最終生成的檔案名

　　（2）、-static：指明使用靜态庫

　　（3）、-L.：-L指明使用庫，後面的.表明庫檔案在目前目錄

　　（4）、-lcal：表明是庫檔案的名稱，其中-表明是選項，l是lib的簡寫，後邊的cal才是真正的庫檔案名稱，字尾名是不需要的

　　檢視檔案的大小：

　　可以很明顯看出：使用靜态庫檔案的可執行檔案的大小為740140位元組，超過700k位元組

　　三、使用動态庫檔案：生成動态庫檔案。庫檔案一般以lib為字首，緊接着是庫的名稱，擴充名為.so，例如我們這裡要建立庫名libcal.so的庫,具體如下：　

　　以上，先運作make指令，通過makefile檔案生成目标檔案testCal.o add.o sub.o mul.o div.o mod.o，接着使用下面指令：

　　（1）、gcc -o libcal.so：使用gcc編譯，-o指定檔案名，後邊的libcal.so就是最終生成的動态庫名

　　（2）、-shared：指明生成動态庫

　　（3）、-fPIC.：該選項告訴gcc産生的代碼不要包含對函數和變量具體記憶體位置的引用，運作時進行位址連結

　　（1）、gcc -o testCal：使用gcc編譯，-o指定檔案名，後邊的libcal.so就是最終生成可執行檔案名稱

　　（2）、沒有使用-static：指明使用動态庫

　　可以很明顯看出：使用動态庫檔案的可執行檔案的大小為7296位元組，超過7k位元組，比不打包成庫大了一點，多了連結資訊，比靜态庫小了很多，差不多隻有靜态庫的1%大小。

　　執行可執行檔案時，可能會出現錯誤，提示找不到動态庫檔案libcal.so檔案，解決方案主要有如下幾種：

　　（1）、将生成的庫檔案libcal.so檔案複制到目錄/usr/lib或者/lib目錄中，這種方式容易污染系統的庫檔案，也可以将自己作的庫檔案libcal.so連結到/usr/lib或/lib中，再次執行可執行檔案就正常了；

　　（2）、連接配接器會搜尋LD_LIBRARY_PATH指定的目錄，将該環境變量設定為目前目錄，具體指令為：

　　（3）、使用指令ldconfig目錄，将制定目錄下的動态連結庫被系統共享起來，具體指令為：

 　　最後的附加：可以使用指令ldd檢視可執行檔案執行時調用的動态庫，具體指令為：

　　gcc編譯時搜尋庫檔案的順序，可以通過一定的手段覆寫系統的庫檔案，一般不要這麼做，後果可能會很嚴重。

　　靜态庫連結時搜尋路徑順序:

　　（1）. ld 會去找 GCC 指令中的參數-L

　　（2）. 再找 gcc 的環境變量 LIBRARY_PATH

　　（3）. 再找内定目錄 /lib /usr/lib /usr/local/lib 這是當初 compile gcc 時寫在程式内的

　　動态連結時、執行時搜尋路徑順序:

　　（1）. 編譯目标代碼時指定的動态庫搜尋路徑;

　　（2）. 環境變量 LD_LIBRARY_PATH 指定的動态庫搜尋路徑;

　　（3）. 配置檔案/etc/ld.so.conf 中指定的動态庫搜尋路徑;

　　（4）. 預設的動态庫搜尋路徑/lib;

　　（5）. 預設的動态庫搜尋路徑/usr/lib。

　　有關環境變量:

　　（1）.LIBRARY_PATH 環境變量:指定程式靜态連結庫檔案搜尋路徑

　　（2）.LD_LIBRARY_PATH 環境變量:指定程式動态連結庫檔案搜尋路徑

　　

人就像是被蒙着眼推磨的驢子，生活就像一條鞭子；當鞭子抽到你背上時，你就隻能一直往前走，雖然連你也不知道要走到什麼時候為止，便一直這麼堅持着。