static lib & gcc
一、簡(jiǎn)單介紹
1.什么是庫(kù)？
庫(kù)是程序代碼的集合，是共享程序代碼的一種方式
2.庫(kù)的分類
根據(jù)源代碼的公開(kāi)情況，庫(kù)可以分為2種類型
（1）開(kāi)源庫(kù)
公開(kāi)源代碼，能看到具體實(shí)現(xiàn)
比如SDWebImage、AFNetworking
（2）閉源庫(kù)
不公開(kāi)源代碼，是經(jīng)過(guò)編譯后的二進(jìn)制文件，看不到具體實(shí)現(xiàn)
主要分為：靜態(tài)庫(kù)、動(dòng)態(tài)庫(kù)
二、靜態(tài)庫(kù)和動(dòng)態(tài)庫(kù)
1.靜態(tài)庫(kù)和動(dòng)態(tài)庫(kù)的存在形式
靜態(tài)庫(kù)：.a 和 .framework
動(dòng)態(tài)庫(kù)：.dylib 和 .framework
2.靜態(tài)庫(kù)和動(dòng)態(tài)庫(kù)在使用上的區(qū)別
靜態(tài)庫(kù)：鏈接時(shí)，靜態(tài)庫(kù)會(huì)被完整地復(fù)制到可執(zhí)行文件中，被多次使用就有多份冗余拷貝（圖1所示）
動(dòng)態(tài)庫(kù)：鏈接時(shí)不復(fù)制，程序運(yùn)行時(shí)由系統(tǒng)動(dòng)態(tài)加載到內(nèi)存，供程序調(diào)用，系統(tǒng)只加載一次，多個(gè)程序共用，節(jié)省內(nèi)存（圖2所示）
動(dòng)態(tài)庫(kù)文件名命名規(guī)范和靜態(tài)庫(kù)文件名命名規(guī)范類似，也是在動(dòng)態(tài)庫(kù)名增加前綴
lib，但其文件擴(kuò)展名為.so。例如：我們將創(chuàng)建的動(dòng)態(tài)庫(kù)名為myhello，則動(dòng)態(tài)
庫(kù)文件名就是libmyhello.so。用gcc來(lái)創(chuàng)建動(dòng)態(tài)庫(kù)。
靜態(tài)庫(kù)的命名規(guī)則這是libmyhello.a
我們通常把一些公用函數(shù)制作成函數(shù)庫(kù)，供其它程序使用。
函數(shù)庫(kù)分為靜態(tài)庫(kù)和動(dòng)態(tài)庫(kù)兩種。
靜態(tài)庫(kù)在程序編譯時(shí)會(huì)被連接到目標(biāo)代碼中，程序運(yùn)行時(shí)將不再需要該靜態(tài)庫(kù)。
動(dòng)態(tài)庫(kù)在程序編譯時(shí)并不會(huì)被連接到目標(biāo)代碼中，而是在程序運(yùn)行是才被載入，因此在程序運(yùn)行時(shí)還需要?jiǎng)討B(tài)庫(kù)存在。
本文主要通過(guò)舉例來(lái)說(shuō)明在Linux中如何創(chuàng)建靜態(tài)庫(kù)和動(dòng)態(tài)庫(kù)，以及使用它們。
在創(chuàng)建函數(shù)庫(kù)前，我們先來(lái)準(zhǔn)備舉例用的源程序，并將函數(shù)庫(kù)的源程序編譯成.o文件。
第1步：編輯得到舉例的程序--hello.h、hello.c和main.c;
hello.h(見(jiàn)程序1)為該函數(shù)庫(kù)的頭文件。
hello.c(見(jiàn)程序2)是函數(shù)庫(kù)的源程序，其中包含公用函數(shù)hello，該函數(shù)將在屏幕上輸出"Hello XXX!"。
main.c(見(jiàn)程序3)為測(cè)試庫(kù)文件的主程序，在主程序中調(diào)用了公用函數(shù)hello。
程序1: hello.h
#ifndef HELLO_H
#define HELLO_H
void hello(const char *name);
#endif //HELLO_H
程序2: hello.c
#include
void hello(const char *name)
{
printf("Hello %s!/n", name);
}
程序3: main.c
#include "hello.h"
int main()
{
hello("everyone");
return 0;
}
第2步：將hello.c編譯成.o文件;
無(wú)論靜態(tài)庫(kù)，還是動(dòng)態(tài)庫(kù)，都是由.o文件創(chuàng)建的。因此，我們必須將源程序hello.c通過(guò)gcc先編譯成.o文件。
在系統(tǒng)提示符下鍵入以下命令得到hello.o文件。
# gcc -c hello.c
#
(注1：本文不介紹各命令使用和其參數(shù)功能，若希望詳細(xì)了解它們，請(qǐng)參考其他文檔。)
(注2：首字符"#"是系統(tǒng)提示符，不需要鍵入，下文相同。)
我們運(yùn)行l(wèi)s命令看看是否生存了hello.o文件。
# ls
hello.c hello.h hello.o main.c
#
(注3：首字符不是"#"為系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果，下文相同。)
在ls命令結(jié)果中，我們看到了hello.o文件，本步操作完成。
下面我們先來(lái)看看如何創(chuàng)建靜態(tài)庫(kù)，以及使用它。
第3步：由.o文件創(chuàng)建靜態(tài)庫(kù);
靜態(tài)庫(kù)文件名的命名規(guī)范是以lib為前綴，緊接著跟靜態(tài)庫(kù)名，擴(kuò)展名為.a。例如：我們將創(chuàng)建的靜態(tài)庫(kù)名為myhello，則靜態(tài)庫(kù)文件名就是libmyhello.a。在創(chuàng)建和使用靜態(tài)庫(kù)時(shí)，需要注意這點(diǎn)。創(chuàng)建靜態(tài)庫(kù)用ar命令。
在系統(tǒng)提示符下鍵入以下命令將創(chuàng)建靜態(tài)庫(kù)文件libmyhello.a。
# ar cr libmyhello.a hello.o
#
我們同樣運(yùn)行l(wèi)s命令查看結(jié)果：
# ls
hello.c hello.h hello.o libmyhello.a main.c
#
ls命令結(jié)果中有l(wèi)ibmyhello.a。
第4步：在程序中使用靜態(tài)庫(kù);
靜態(tài)庫(kù)制作完了，如何使用它內(nèi)部的函數(shù)呢？只需要在使用到這些公用函數(shù)的源程序中包含這些公用函數(shù)的原型聲明，然后在用gcc命令生成目標(biāo)文件時(shí)指明靜態(tài)庫(kù)名，gcc將會(huì)從靜態(tài)庫(kù)中將公用函數(shù)連接到目標(biāo)文件中。注意，gcc會(huì)在靜態(tài)庫(kù)名前加上前綴lib，然后追加擴(kuò)展名.a得到的靜態(tài)庫(kù)文件名來(lái)查找靜態(tài)庫(kù)文件。
在程序3:main.c中，我們包含了靜態(tài)庫(kù)的頭文件hello.h，然后在主程序main中直接調(diào)用公用函數(shù)hello。下面先生成目標(biāo)程序hello，然后運(yùn)行hello程序看看結(jié)果如何。
# gcc -o hello main.c -L. -lmyhello
# ./hello
Hello everyone!
#
我們刪除靜態(tài)庫(kù)文件試試公用函數(shù)hello是否真的連接到目標(biāo)文件 hello中了。
# rm libmyhello.a
rm: remove regular file `libmyhello.a'? y
# ./hello
Hello everyone!
#
程序照常運(yùn)行，靜態(tài)庫(kù)中的公用函數(shù)已經(jīng)連接到目標(biāo)文件中了。
我們繼續(xù)看看如何在Linux中創(chuàng)建動(dòng)態(tài)庫(kù)。我們還是從.o文件開(kāi)始。
第5步：由.o文件創(chuàng)建動(dòng)態(tài)庫(kù)文件;
動(dòng)態(tài)庫(kù)文件名命名規(guī)范和靜態(tài)庫(kù)文件名命名規(guī)范類似，也是在動(dòng)態(tài)庫(kù)名增加前綴lib，但其文件擴(kuò)展名為.so。例如：我們將創(chuàng)建的動(dòng)態(tài)庫(kù)名為myhello，則動(dòng)態(tài)庫(kù)文件名就是libmyhello.so。用gcc來(lái)創(chuàng)建動(dòng)態(tài)庫(kù)。
在系統(tǒng)提示符下鍵入以下命令得到動(dòng)態(tài)庫(kù)文件libmyhello.so。
# gcc -shared -fPCI -o libmyhello.so hello.o
#
我們照樣使用ls命令看看動(dòng)態(tài)庫(kù)文件是否生成。
# ls
hello.c hello.h hello.o libmyhello.so main.c
#
第6步：在程序中使用動(dòng)態(tài)庫(kù);
在程序中使用動(dòng)態(tài)庫(kù)和使用靜態(tài)庫(kù)完全一樣，也是在使用到這些公用函數(shù)的源程序中包含這些公用函數(shù)的原型聲明，然后在用gcc命令生成目標(biāo)文件時(shí)指明動(dòng)態(tài)庫(kù)名進(jìn)行編譯。我們先運(yùn)行g(shù)cc命令生成目標(biāo)文件，再運(yùn)行它看看結(jié)果。
# gcc -o hello main.c -L. -lmyhello
# ./hello
./hello: error while loading shared libraries: libmyhello.so: cannot open shared object file: No such file or directory
#
哦!出錯(cuò)了。快看看錯(cuò)誤提示，原來(lái)是找不到動(dòng)態(tài)庫(kù)文件libmyhello.so。程序在運(yùn)行時(shí)，會(huì)在/usr/lib和/lib等目錄中查找需要的動(dòng)態(tài)庫(kù)文件。若找到，則載入動(dòng)態(tài)庫(kù)，否則將提示類似上述錯(cuò)誤而終止程序運(yùn)行。我們將文件 libmyhello.so復(fù)制到目錄/usr/lib中，再試試。
# mv libmyhello.so /usr/lib
# ./hello
Hello everyone!
#
成功了。這也進(jìn)一步說(shuō)明了動(dòng)態(tài)庫(kù)在程序運(yùn)行時(shí)是需要的。
我們回過(guò)頭看看，發(fā)現(xiàn)使用靜態(tài)庫(kù)和使用動(dòng)態(tài)庫(kù)編譯成目標(biāo)程序使用的gcc命令完全一樣，那當(dāng)靜態(tài)庫(kù)和動(dòng)態(tài)庫(kù)同名時(shí)，gcc命令會(huì)使用哪個(gè)庫(kù)文件呢？抱著對(duì)問(wèn)題必究到底的心情，來(lái)試試看。
先刪除 除.c和.h外的 所有文件，恢復(fù)成我們剛剛編輯完舉例程序狀態(tài)。
# rm -f hello hello.o /usr/lib/libmyhello.so
# ls
hello.c hello.h main.c
#
在來(lái)創(chuàng)建靜態(tài)庫(kù)文件libmyhello.a和動(dòng)態(tài)庫(kù)文件libmyhello.so。
# gcc -c hello.c
# ar cr libmyhello.a hello.o
# gcc -shared -fPCI -o libmyhello.so hello.o
# ls
hello.c hello.h hello.o libmyhello.a libmyhello.so main.c
#
通過(guò)上述最后一條ls命令，可以發(fā)現(xiàn)靜態(tài)庫(kù)文件libmyhello.a和動(dòng)態(tài)庫(kù)文件libmyhello.so都已經(jīng)生成，并都在當(dāng)前目錄中。然后，我們運(yùn)行g(shù)cc命令來(lái)使用函數(shù)庫(kù)myhello生成目標(biāo)文件hello，并運(yùn)行程序 hello。
# gcc -o hello main.c -L. -lmyhello
# ./hello
./hello: error while loading shared libraries: libmyhello.so: cannot open shared object file: No such file or directory
#
從程序hello運(yùn)行的結(jié)果中很容易知道，當(dāng)靜態(tài)庫(kù)和動(dòng)態(tài)庫(kù)同名時(shí)， gcc命令將優(yōu)先使用動(dòng)態(tài)庫(kù)。
