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编程网的更多内容!
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