Quelle est la différence entre une bibliothèque de liens statiques et une bibliothèque de liens dynamiques sous Linux ?

Différences : 1. Le suffixe des bibliothèques dynamiques est ".so" et le suffixe des bibliothèques statiques est ".a". 2. Si la bibliothèque de fonctions statiques change, le programme doit être recompilé tandis que la modification de la bibliothèque de fonctions dynamiques n'affecte pas le programme. 3. Par rapport aux bibliothèques statiques, les bibliothèques dynamiques ne sont pas compilées dans le code cible lors de la compilation. Le programme de l'utilisateur n'appelle les fonctions correspondantes dans la bibliothèque de fonctions que lorsqu'il exécute les fonctions pertinentes. Par conséquent, le fichier exécutable généré par la bibliothèque de fonctions dynamiques est relativement. petit.

L'environnement d'exploitation de ce tutoriel : système linux7.3, ordinateur Dell G3.

1. Le concept de base des bibliothèques :

Il existe un grand nombre de bibliothèques aussi bien sur les plateformes Windows que Linux. Essentiellement, une bibliothèque est une forme binaire de code exécutable qui peut être chargée en mémoire par le système d'exploitation pour exécution. La nature de Windows et Linux étant différente, les binaires des deux bibliothèques sont incompatibles. En termes simples, cela signifie regrouper les fichiers cibles de ces fonctions couramment utilisées et fournir l'interface de la fonction correspondante pour la commodité des programmeurs. Lorsque vous utilisez une fonction, il vous suffit d'inclure le fichier d'en-tête correspondant. Selon la façon dont la bibliothèque est utilisée, elle peut être divisée en bibliothèque dynamique et bibliothèque statique. Les suffixes correspondants sont également différents selon les plates-formes.

Sous WINDOWS : le suffixe .dll est une bibliothèque dynamique, et le suffixe .lib est une bibliothèque statique ;

sous LINUX : .so后缀为动态库，.ale suffixe est une bibliothèque statique ;

2. Bibliothèque statique et lien statique

Bibliothèque statique :

La bibliothèque statique peut être simplement considérée comme un ensemble de fichiers cibles, c'est-à-dire que de nombreux fichiers cibles sont compressés et empaquetés . document. Par exemple, dans notre programmation quotidienne, si nous devons utiliser la fonction printf, nous devons inclure le fichier de bibliothèque stdio.h. Lors de l'utilisation de strlen, nous devons inclure le fichier de bibliothèque string.h. Cependant, si nous compilons directement le fichier. code source de la fonction correspondante pour former .o Nous fournir des fichiers directement entraînera de grands inconvénients dans notre gestion et notre utilisation, nous pouvons donc utiliser le programme de compression "ar" pour compresser ces fichiers cibles ensemble pour former un fichier de bibliothèque statique libx.a.

Remarque : Format de nom de bibliothèque statique : lib + "nom de la bibliothèque" + .a (suffixe) Exemple : libadd.a est une bibliothèque statique appelée add

Lien statique :

Pour les bibliothèques statiques, lorsque le programme est compilé et lié, le code de la bibliothèque est lié au fichier exécutable et la bibliothèque statique n'est plus nécessaire lorsque le programme est en cours d'exécution. Lors de l'utilisation, il suffit de lier la bibliothèque et les fichiers compilés de notre programme entre eux pour former un fichier exécutable.

Prenons un exemple pour apprendre à compiler et lier les fichiers d'en-tête et les codes que nous avons écrits en même temps, et enfin générer un fichier exécutable :

/main.c/

#include <stdio.h>
#include "add.h"

int main()
{
	int ret = add(3, 4);
	printf("3 + 4 = %d\n",ret);

	return 0;
}

/add.c/

#include "add.h"

int add( int x, int y)
{	
	return x + y;
}


/add.h/

#pragma once
#include <stdio.h>

int add( int x, int y);

/Makefile/

main : main.c libadd.a
	gcc main.c -L . -ladd -o main
	//-L为指定路径 .为当前目录下 -l+库名字，编译器可在指定目录下自己寻找名为add的库文件
	
libadd.a : 
	gcc -c add.c -o add.o
	
	//ar -rc将多个编译后的文件打包为一个静态库文件
	ar -rc libadd.a add.o

.PHONY:clean
clean:
	rm main libadd.a

Capture d'écran de sortie après make :

<3> Inconvénients :

1. Gaspillage de mémoire et d'espace disque : La liaison statique est un sérieux gaspillage de mémoire et d'espace disque de l'ordinateur.

Supposons que la taille d'une bibliothèque statique en langage C soit de 1 Mo et qu'il y ait 100 fichiers dans le système qui doivent utiliser la bibliothèque. Si une liaison statique est utilisée, 100 Mo de mémoire seront gaspillés. le sera encore plus. Par exemple, comme indiqué ci-dessous : Le programme 1 et le programme 2 doivent utiliser Lib.o. Si une liaison statique est utilisée, deux copies de ce fichier seront stockées dans la mémoire physique.

2. Problèmes de mise à jour :

Par exemple, si un programme comporte 20 modules, chaque module ne fait que 1 Mo, alors chaque fois qu'un module est mis à jour, l'utilisateur doit retélécharger le programme 20M.

3. Bibliothèque dynamique et lien dynamique

<1> Bibliothèque dynamique :

Le programme ne lie le code de la bibliothèque dynamique que lorsqu'il est en cours d'exécution, et plusieurs programmes partagent le code de la bibliothèque . Un fichier exécutable lié à une bibliothèque dynamique ne contient qu'un tableau des adresses d'entrée des fonctions qu'il utilise, plutôt que l'intégralité du code machine du fichier cible où se trouve la fonction externe.

Remarque : Format de nom de bibliothèque dynamique : lib + "nom de la bibliothèque" + .so (suffixe) Exemple : libadd.so est une bibliothèque dynamique appelée add

<2>Lien dynamique :

Parce que la liaison statique présente des problèmes tels que le gaspillage de mémoire et la difficulté de mise à jour des modules ont été soulevés par la liaison dynamique. L'idée de base de la mise en œuvre est de diviser le programme en parties relativement indépendantes selon les modules et de les relier ensemble pour former un programme complet lorsque le programme est en cours d'exécution, au lieu de relier tous les modules du programme en un seul module de programme comme une liaison statique pour exécuter le fichier. . Ainsi, la liaison dynamique reporte le processus de liaison jusqu'à l'exécution.

同样，假如有程序1，程序2，和Lib.o三个文件，程序1和程序2在执行时都需要用到Lib.o文件，当运行程序1时，系统首先加载程序1，当发现需要Lib.o文件时，也同样加载到内存，再去加载程序2当发现也同样需要用到Lib.o文件时，则不需要重新加载Lib.o，只需要将程序2和Lib.o文件链接起来即可，内存中始终只存在一份Lib.o文件。

动态库和动态链接的例子依然使用上面的代码，输出结果也相同，唯一需要改变的就是Makefile文件。

/Makefile/
main : main.c libadd.so
	gcc main.c -L . -ladd -o main

libadd.so : 
	gcc -fPIC -shared add.c -o libadd.so
	//-shared表示输出结果是共享库类型的  -fPIC表示使用地址无关代码奇数来生产输出文件
	
.PHONY:clean
clean:
	rm main libadd.so

• 当我们生成可执行文件后，可使用ldd命令查看该可执行文件所依靠的动态库。

• 前面提到windows和Linux下库文件的后缀不同，更根本的原因在于二者文件格式都不同。可以通过file一个动态库查看Linux下动态库的文件类型其实是ELF格式。ELF动态链接文件被称为动态共享对象(DSO,Dynamic Shared Objects)，简称共享对象；在windows下，动态链接文件被称为动态链接库（Dynamic Linking Library），也就是.dll文件后缀的全称。

优点：

• ①毋庸置疑的就是节省内存；

• ②减少物理页面的换入换出；

• ③在升级某个模块时，理论上只需要将对应旧的目标文件覆盖掉即可。新版本的目标文件会被自动装载到内存中并且链接起来；

• ④程序在运行时可以动态的选择加载各种程序模块，实现程序的扩展。

四、静态库和动态库的区别

1. 静态库 

这类库的名字一般是 libxxx.a ；利用静态函数库编译成的文件比较大，因为整个 函数库的所有数据都会被整合进目标代码中，他的优点就显而易见了，即编译后的执行程序不需要外部的函数库支持，因为所有使用的函数都已经被编译进去了。当然这也会成为他的缺点，因为 如果静态函数库改变了，那么你的程序必须重新编译 。 

2. 动态库 

这类库的名字一般是 libxxx.so ;相对于静态函数库，动态函数库在编译的时候并没有被编译进目标代码中，你的程序执行到相关函数时才调用该函数库里的相应函数，因此动态函数库所产生的可执行文件比较小。由于函数库没有被整合进你的程序，而是程序运行时动态的申请并调用，所以程序的运行环境中必须提供相应的库。 动态函数库的改变并不影响你的程序，所以动态函数库的升级比较方便。

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