靜態庫與動態庫

編譯系統在編譯的過程中，將所有相關的目標模組打包成乙個單獨的檔案，稱為靜態庫(static library)，它可以用做鏈結器的輸入。當鏈結器構造乙個輸出的可執行檔案時，它只拷貝靜態庫里被應用程式引用的目標模組。

在unix系統中，靜態庫以一種稱為存檔(archive)的特殊檔案格式存放在磁碟中。存檔檔案是一組連線起來的可重定位目標檔案的集合，有乙個頭部用來描述每個成員目標檔案的大小和位置。存檔檔名由字尾.a標識。為了使我們對庫的討論更加形象具體，假設我們想在乙個叫做libvector.a的靜態庫中提供如下的向量例程：

/* file name: addvec.c */
void addvec(int *x, int *y,
int *z, int n) 
}

/* file name: multvec.c */
void multvec(int *x, int *y,
int *z, int n) 
}

為了建立該庫，我們使用ar工具：

unix> gcc -c addvec.c multvec.c
unix> ar rcs libvector.a addvec.o multvec.o

為了使用這個庫，我們可以編寫乙個應用(main.c)，它呼叫addvec庫例程。（包含標頭檔案vector.h定義了libvector.a中例程的函式原型）。

/* file name: main.c */
#include 
#include "vector.h"
int x[2] = ;
int y[2] = ;
int z[2];
int main()

/* file name: vector.h */
void addvec(int *x, int *y,
int *z, int n);
void multvec(int *x, int *y,
int *z, int n);

unix> gcc -o2
-c main.c
unix> gcc -static
-o p2 main.o ./libvector.a

下圖概括了鏈結器的行為。

靜態庫解決了許多關於如何讓大量相關函式對應用程式可用的問題。然而，靜態庫仍然有一些明顯的缺點。靜態庫和所有的軟體一樣，需要定期維護和更新。另乙個問題是幾乎每個c程式都使用標準i/o函式，如printf和scanf。在執行時，這些函式的**會被複製到每個執行程序的文字段中。在乙個執行50-100個程序的典型系統上，這將是對稀缺的儲存器系統資源的極大浪費。

共享庫(shared library)是致力於解決靜態庫缺陷的乙個現代創新產物。共享庫是乙個目標模組，在執行時，可以載入到任意的儲存器位址，並和乙個在儲存器中的程式鏈結起來。這個過程稱為動態鏈結(dynamic linking)，是由乙個叫做動態鏈結器(dynamic linker)的程式來執行的。

共享庫也稱為共享目標(shared object)，在unix系統中通常用.so字尾來表示。微軟的作業系統大量地利用了共享庫，它們稱為dll(動態鏈結庫)。

共享庫是以兩種不同的方式來「共享」的。首先，在任何給定的檔案系統中，對於乙個庫只有乙個.so檔案。所有引用該庫的可執行目標檔案共享這個.so檔案中的**和資料，而不是像靜態庫的內容那樣被拷貝到引用它們的可執行的檔案中。其次，在儲存器中，乙個共享庫的.text節的乙個副本可以被不同的正在執行的程序共享。

unix> gcc -shared -fpic -o libvector.so addvec.c multvec.c unix> gcc -o p2 main.c ./libvector.so

鏈結過程如下圖：

靜態庫與動態庫

靜態庫與動態庫

靜態庫與動態庫

靜態庫與動態庫

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