盘点动态库与静态库的区别

Linux中的动态库和静态库基础概念

静态库(Static Library)：

静态库是一种在编译时将代码直接链接到可执行文件中的库。

它通常以.a(Archive)为扩展名。

静态库在编译时会被完整地复制到目标程序中，因此生成的程序体积较大。

优点是运行时不需要额外的库文件，便于部署和分发。

动态库(Dynamic Library)：

动态库在编译时并不会被直接链接到可执行文件中，而是在程序运行时才加载。

它通常以.so(Shared Object)为扩展名。

动态库允许多个程序共享同一份库文件，节省内存空间。

优点是更新和维护更为方便，只需替换库文件即可影响所有使用该库的程序。

动态库与静态库的主要区别体现在链接时机、文件形式、资源占用及维护方式等方面：

链接时机

静态库在编译时直接整合到可执行文件中，而动态库在运行时加载。 ‌

文件形式

静态库通常以.a(Linux)或.lib(Windows)为扩展名，而动态库以.so(Linux)或.dll(Windows)为扩展名。 ‌

资源占用

静态库导致可执行文件体积较大，但运行时无需外部依赖;动态库文件较小且可被多个程序共享，但运行时依赖外部文件。 ‌

更新维护

静态库更新后需重新编译所有依赖程序;动态库更新时只需替换库文件，无需重新编译主程序。 ‌

运行效率

静态库调用无额外开销，但动态库首次调用时存在地址解析延迟。

相关优势

静态库的优势：

独立性：程序不依赖于外部库，便于部署。

性能：由于代码直接嵌入程序中，运行时不需要额外的加载步骤，可能略微提高性能。

动态库的优势：

共享性：多个程序可以共享同一份库文件，节省磁盘空间和内存。

灵活性：更新库文件时不需要重新编译所有依赖它的程序。

维护性：库的维护和升级更为方便。

类型与应用场景

静态库的应用场景：

对安全性要求较高的应用。

需要独立部署且不经常更新的程序。

动态库的应用场景：

大型软件系统，需要频繁更新和维护的库。

多个应用程序共享相同功能的场景。

示例代码

创建静态库：

编写源文件 mylib.c：

编写源文件 mylib.c：

编译成目标文件：

编译成目标文件：

打包成静态库：

打包成静态库：

创建动态库：

编写源文件 mylib.c：

编写源文件 mylib.c：

编译成共享对象：

编译成共享对象：

使用静态库：

编写主程序 main.c：

编写主程序 main.c：

链接静态库编译：

链接静态库编译：

使用动态库：

编写主程序 main.c：

编写主程序 main.c：

链接动态库编译：

链接动态库编译：

运行时需确保动态库路径在 LD_LIBRARY_PATH 中：

运行时需确保动态库路径在 LD_LIBRARY_PATH 中：

遇到的问题及解决方法

问题：找不到动态库文件

原因：系统无法找到动态库文件，可能是因为库文件不在标准路径或未正确设置 LD_LIBRARY_PATH。

一、库的基础概念：

在windows平台和linux平台下都大量存在着库。库本质上是可执行代码的二进制形式，能够被操作系统加载到内存中并执行。由于Windows和Linux的基本差异，所以这两个平台的库二进制文件不相容。可以简单地理解为将这些常用函数的目标文件打包，并提供相应的函数接口，以方便程序员使用。在使用函数时，只需要包对应的头文件即可。动态库和静态库的使用方式不同，它们在不同平台下的后缀也有所不同。

WINDOWS下：.dll 后缀为动态库，.lib 后缀为静态库;

LINUX下：.so后缀为动态库，.a后缀为静态库。

二、静态库与静态链接

静态库：

简单地说，静态库就是由多个目标文件打包压缩而成的一个文件集合。比如在我们日常编程中，如果需要使用printf函数，就需要包stdio.h的库文件，使用strlen时，又需要包string.h的库文件，可是如果直接把对应函数源码编译后形成的.o文件直接提供给我们，将会对我们的管理和使用上造成极大不便，于是可以使用“ar”压缩程序将这些目标文件压缩在一起，形成libx.a静态库文件。

注：静态库命名格式：lib + "库名称”+ .a(后缀) 例：libadd.a就是一个叫add的静态库

静态链接：

静态库的代码在编译链接时被链接到可执行文件中，程序运行时不再依赖静态库。只需将库文件和程序编译生成的文件链接，便可生成可执行文件。

01库的概述库是代码集合，为各种应用提供了丰富的功能，如我们熟知的ceres库、eigen库和pcl库等。这些功能模块作为可执行代码的二进制形式存在于系统中，并能被加载到内存中直接使用。在Linux系统中，库主要分为动态链接库和静态链接库两大类。 动态库和静态库的文件后缀分别为.so和.a。

02库的差异

△ 静态库的特点

静态库在编译阶段被链接到目标代码中，使得在程序运行时无需该库。这种特性提高了程序的移植性，但可能会导致体积的增加，因为所有相关文件都会被链接成一个较大的可执行文件。

△ 动态库的特点

动态库在运行时被加载，不会在编译时被链接。这种方式减少了可执行文件的体积，并且大多数常用的库，如eigen和ceres，都采用动态链接的方式。在程序运行时，这些库作为依赖项被使用。若环境中缺乏相应的动态库，则需要 安装对应的库以解决编译错误。

03静态库的创建与使用△ 创建过程

在Linux环境下，创建静态库涉及几个关键步骤。首先，通过编译器将 源文件编译为目标文件，然后利用ar命令将这些目标文件归档成一个静态库文件。创建静态库的过程如下：

```

编写源文件(.c或.cpp文件)

使用gcc -c xxx.c或g++ -c xxx.cpp生成目标文件(.o文件)

用ar命令将目标文件归档，生成静态库

编写一个头文件，包含提供给调用者的函数、变量或类的声明

```

△ 使用过程

在使用静态库时， 需要在编译时指定其路径。同时也需注意静态库的版本兼容性问题，以确保程序能够正确地调用其中的函数或变量。例如，在编写调用静态库的程序时，应包含相应的头文件，并在编译指令中明确指定静态库的信息。

04动态库的创建和使用△ 创建动态库

创建动态库需使用-fPIC参数，编译生成共享库文件。具体过程如下：

```

g++ test.cpp -fPIC -shared -o libshowage.so

```

△ 使用动态库

在程序 运行时要确保系统能找到共享对象文件。通常，将动态库放在标准的库路径下如/usr/local/lib，或者在运行程序时明确指定库的位置。通过设置库路径，可以解决动态库无法被识别的问题。

05多个文件生成一个动态库△ 多文件创建动态库

在将多个文件整合为一个动态库时，应 避免出现同名的声明，否则编译器将无法确定应使用哪个源文件中的声明，导致无法成功创建动态库。

△ 使用动态库注意事项

使用动态库时需要 注意函数调用和系统库路径，以确保程序在运行时能够正确地加载所需的共享库。这包括检查动态库的位置和确保相关的依存关系已安装。

06安装缺少的动态库在编译过程中若遇到类似“xxxx.h文件未找到”的错误，则很可能是缺少相应的库。 通过终端命令安装缺少的库如libxxx-dev可以有效解决此类编译错误。