C++静态链接与动态链接详解

一、GCC工作流程

预处理：把#头文件展开，进行宏替换，去掉注释(生成.i文件)

编译：把预处理后的文件生成汇编文件(.s文件)，主要是检查语法、语义问题

汇编：把汇编文件生成目标文件(.o文件)

链接：将函数库中相应的代码组合到目标文件，生成可执行文件(默认a.out文件)

o文件不会立即执行，因为可能出现：一个.cpp文件中的函数引用了另一个.cpp文件中定义的符号/调用了某个库文件中的函数。链接的目的就是将这些文件对应的目标文件链接成一个整体，从而生成可执行文件。

二、静态链接与动态链接

程序库：包含数据和执行代码的文件，不能单独执行，可以作为程序库的一部分来完成某些功能。

库的存在可以使程序模块化，可以加快程序的再编译，实现代码复用，便于更新程序

程序库又分为静态链接库与动态链接库

1、静态链接

在链接阶段，将汇编生成的.o文件和所需要的库一起链接打包到可执行文件中去，程序运行的时候不再调用其它的库文件

一个静态库，可以看作是一些目标代码的集合，在可执行程序运行前就已经加入到执行代码中，成为执行程序的一部分。

静态链接的优点：对运行环境依赖小，具有较好的兼容性。

静态链接的缺点：生成的程序较大，需要更多的系统资源(所需的所有库都被打包进可执行文件了)，在装入内存中消耗更多时间

一旦库函数有了更新，必须重新编译应用程序

此处，我们制作实现加减乘除的静态库，首先编写add.c、sub.c、mul.c、div.c文件及对应.h文件，另外编写text.c文件进行测试。gcc -c 生成目标文件.o，然后将.o文件打包，制作静态库libtext.a

2、动态链接

静态库存在的问题：

(1)若两个.o文件都使用同一个静态库，那么内存中会拷贝2份静态库的代码，然 后分别与两个.o文件一起打包到可执行文件中，造成空间浪费。

举个例子：某个静态库占1M内存，有2000个.o文件使用这个静态库，内存中有2000个静态库的代码(将近2000GB)，空间浪费严重。

(2) 所需的库被拷贝到可执行文件中去了，如果某个库更新了，则与它相关的所有可执行文件都需要重新编译。

为了解决这两个问题，引出动态库(又称共享库)，动态库在程序编译时，并不会被链接到目标代码中，而是在运行时载入，不同应用程序如果调用相同的的库，内存里只有一份共享库的实例，避免了浪费。由于动态库在运行时才被载入，也解决了静态库对程序的更新、部署和发布带来的马粪，用户只需要更新动态库即可。

动态链接的优点：链接时，仅仅建立与所需库函数之间的关系；

在程序运行时才将所需资源调入可执行程序；

简化程序的升级，有较小的程序体积；

实现进程之间的资源共享，内存中只有一份动态库的实例，避免充分拷贝

动态链接的缺点：依赖动态库，不能独立运行

动态库依赖版本问题严重

同样的，我们制作制作实现加减乘除的动态库。

我们把动态库.so和测试文件.c拷贝当前目录，使得系统加载可执行文件时，能够知道所依赖的库的名字，但是还需要找到动态库的绝对路径，此时需要系统动态载入器(dynamic linker/loader)。对于elf格式的可执行程序，是由ld-linux.so*来完成的。搜索elf文件的DT_PATH段(环境变量)LD_LIBRARY_PATH，/etc/ld.so.cache文件列表，/urs/lib目录找到库文件后将其载入内存。

动态库加载失败的解决办法：这里给出两个解决办法，来找到动态库

总结

本篇文章就到这里了，希望能够给你带来帮助，也希望您能够多多关注脚本之家的更多内容！

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