【库函数】Linux下动态库.so和静态库.a的生成和使用

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目录

🌞1. Linux下静态库和动态库的基本概念

🌞2. 动态库

🌊2.1 动态库如何生成

🌍2.1.1 文件详情

🌍2.1.2 编译生成动态库

🌊2.2 动态库如何使用

🌍2.2.1 案例

🌍2.2.2 动态库错误记录

🌞3. 静态库

🌊3.1 静态库如何生成

🌍3.1.1 文件详情

🌍3.1.2 编译生成动态库

🌊3.2 静态库如何使用

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🌞1. Linux下静态库和动态库的基本概念

库（Library）是一组预先编写好的程序代码，它们被打包在一起以供其他程序使用，从而避免了重复编写相同的代码。库可以分为静态库和动态库两种类型：

静态库

作用：在程序编译的时候,将库编译进可执行程序中, 运行的时候不需要外部函数库目录：默认库目录 /lib 或 /usr/lib 或 /usr/local/lib后缀：libxxx.a命名规范：静态库的名字一般为libxxxx.a，其中 xxxx 是该lib的名称

动态库

作用：在程序运行的时候,将库加载到程序中,运行的时候需要外部函数库目录：默认的动态库搜索路径/lib；/usr/lib后缀：libxxx.so命名规范：动态库的名字一般为libxxxx.so.major.minor，xxxx 是该lib的名称，major是主版本号，minor是副版本号

使用库的主要目的是：

提高代码的重用性和可维护性减少开发人员的工作量并使程序更加模块化和易于扩展

常见的库包括：

标准库（如C标准库和C++标准库）第三方库（如图形界面库、数据库访问库、网络通信库等）自定义的库（根据项目需求编写的特定功能的库）

 对.h头文件的理解    传送门：【头文件】对.h文件的理解-CSDN博客

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🌞2. 动态库

🌊2.1 动态库如何生成

下面通过一个小栗子介绍如何生成一个动态库。

一个头文件：  so_test.h头文件接口实现的三个c文件：so_test_a.c  so_test_b.c  so_test_c.c我们将这几个文件编译成一个动态库：libtest.so

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🌍2.1.1 文件详情

我在路径/root/host/my_program/asoc/include下创建四个文件

一个头文件：

vi so_test.h

#ifndef SO_TEST_H#define SO_TEST_Hint addTwoiNum(int a, int b);int subTwoiNum(int a, int b);int mulTwoiNum(int a, int b);#endif

三个.c文件：

vi so_test_a.c

#include "so_test.h"#include <stdio.h>int addTwoiNum(int a, int b) {    return a + b;}

vi  so_test_b.c

#include "so_test.h"#include <stdio.h>int subTwoiNum(int a, int b) {    return a - b;}

vi so_test_c.c

#include "so_test.h"#include <stdio.h>int mulTwoiNum(int a, int b) {    return a * b;}

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🌍2.1.2 编译生成动态库

给文件附上权限：

chmod 777 so_test_a.c so_test_b.c so_test_c.c so_test.h 

接下来，我们将编译这些文件成一个动态库。

在Linux系统中可以使用gcc来完成这个任务。

gcc -c -Wall -Werror -fpic so_test_a.c  so_test_b.c  so_test_c.cgcc -shared -o libtest.so so_test_a.o so_test_b.o so_test_c.o

第一行命令 ：

-c 选项告诉编译器只编译源文件，而不进行链接。-fpic 选项用于生成与位置无关的代码，这是动态链接库所必需的。

第二行命令：

使用 -shared 选项将目标文件链接成一个共享对象（动态库） libtest.so。

现在，会得到一个名为 libtest.so 的动态库文件。

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🌊2.2 动态库如何使用

前面已经成功生成了一个动态链接库libtest.so，下面通过一个程序来调用这个库里的函数。

比如程序的源文件为：main.c【我创建的目录是/root/host/my_program/asoc/my_program】

#include <stdio.h>#include "so_test.h"int main() {    int result_a, result_b, result_c;    int x = 10, y = 5;    // 调用动态库中的函数    result_a = addTwoiNum(x, y);    result_b = subTwoiNum(x, y);    result_c = mulTwoiNum(x, y);    // 打印结果    printf("Result of add: %d\n", result_a);    printf("Result of sub: %d\n", result_b);    printf("Result of mul: %d\n", result_c);    return 0;}

现在需要链接 libtest.so 到源文件。

下面是编译模板：

gcc -o main main.c -I/path/to/include -L/path/to/lib -ltest

模板参数说明：

-o main：指定输出文件的名称为 main。main.c：您的源文件。-I/path/to/include：指定要搜索头文件的路径。-L/path/to/lib：指定要搜索库文件的路径。-ltest：指定要链接的库文件名称。这里假设动态库文件名为 libtest.so。

请将 /path/to/include 和 /path/to/lib 替换为实际的路径。

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🌍2.2.1 案例

【案例】如果头文件路径是 /root/host/my_program/asoc/include/so_test.h，动态库文件路径是 /root/host/my_program/asoc/include/libtest.so，可以这样编译 main.c 文件：

gcc -o main main.c -I/root/host/my_program/asoc/include -L/root/host/my_program/asoc/include -ltest

在这个命令中：

-o main：指定输出文件的名称为 main。main.c：源文件。-I/root/host/my_program/asoc/include：指定要搜索头文件的路径。-L/root/host/my_program/asoc/include：指定要搜索库文件的路径。-ltest：指定要链接的库文件名称。

链接完成会生成一个 main 的可执行文件，这个可执行文件到底有没有成功链接到动态链接库呢？

可以使用下面的命令来查看：

ldd main

这里说明虽然我们已经使用 -L 选项指定了库文件的搜索路径，但是系统加载器在搜索动态库时还是会按照默认的路径 /lib  或者 /usr/lib 的路径进行搜索，因此即使编译成功，但运行时仍找不到动态库。

要解决这个问题，可以尝试设置 LD_LIBRARY_PATH 环境变量来指定动态库的搜索路径。例如我的动态库.so是在路径/root/host/my_program/asoc/include下，则使用命令：

LD_LIBRARY_PATH=/root/host/my_program/asoc/include ./main

这样运行时就能够找到动态库 libtest.so+运行成功！

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🌍2.2.2 动态库错误记录

这个错误是在动态库执行的时候经常会遇到，说找不到这个.so文件，如果放在/lib或者/usr/lib下，那么默认就能找到。如果放在其他目录下，有 3 种解决方案：

将.so 文件拷贝到 /usr/lib/文件夹下面添加PATH环境变量【前面的案例就是使用这个解决】
export LD_LIBRARY_PATH=<动态库所在的绝对路径>修改配置脚本
将动态库所在的路径加到  /etc/ld.so.conf 文件里

vim /etc/ld.so.conf

添加后刷新

/sbin/ldconfig

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🌞3. 静态库

🌊3.1 静态库如何生成

下面通过一个小栗子介绍如何生成一个静态库。

一个头文件：  vi staticlib.h头文件接口实现的三个c文件：staticlib.c我们将这几个文件编译成一个静态库：libstatic.a

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🌍3.1.1 文件详情

我在路径/root/host/my_program/asoc/include下创建下面的文件

vi staticlib.h

#ifndef __STATICLIB_H#define __STATICLIB_Hint hello();#endif

vi staticlib.c

#include "staticlib.h"#include <stdio.h>int hello(){    printf("hello,this is static lib\n");      return 0;}

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🌍3.1.2 编译生成动态库

给文件附上权限：

chmod 777 staticlib.h staticlib.c

使用编译器将 staticlib.c 编译成目标文件（.o 文件）：

gcc -c staticlib.c -o staticlib.o

使用 ar 命令将目标文件打包成静态库文件 libstatic.a：

ar rcs libstatic.a staticlib.o

这样就生成了名为 libstatic.a 的静态库文件，其中包含了 staticlib.o 的内容。

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🌊3.2 静态库如何使用

前面已经成功生成了一个动态链接库libtest.so，下面通过一个程序来调用这个库里的函数。

比如程序的源文件为：test.c【我创建的目录是/root/host/my_program/asoc/my_program】

内容如下：

#include <stdio.h>#include "staticlib.h"int main() {    printf("Calling hello() function...\n");    hello();    return 0;}

接下来，需要编译 main.c 并链接静态库 libstatic.a。

gcc test.c -o test -I/root/host/my_program/asoc/include/ -L/root/host/my_program/asoc/include/ -lstatic

参数说明：

 -L 参数指定了编译器搜索库文件的路径-lstatic 指定了要链接的静态库名字（注意，lib 前缀和 .a 扩展名都不需要在此处指定）

然后运行可执行文件 test：

./test

说明静态库链接成功！

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