William A

静态库和动态库

2021/03/01 Go 编译原理

顾名思义，静态库可以理解为该库相对于可执行目标文件是静态的，而动态库相对于可执行文件是动态的。静态库跟可执行文件捆绑在一起，不需要依赖操作系统中其它库；动态库则一般固定在操作系统的特定位置，如/usr/lib目录中，如果可执行文件依赖于动态库，一旦该库被移动或损坏，则无法运行。有兴趣可以进行以下测试，我使用的是 docker 中的容器，可千万别用自己的系统试。

root@b64869b93f5d:~# mv /usr/lib/ /usr/lib.bak
root@b64869b93f5d:~# mv /usr/lib.bak/ /usr/lib
mv: error while loading shared libraries: libacl.so.1: cannot open shared object file: No such file or directory

第一次mv时一切正常，第二次mv时却提示mv: error while loading shared libraries: libacl.so.1: cannot open shared object file: No such file or directory。就是在加载共享库时发生错误，找不到libacl.so.1这个库。之所以出现这种错误，就是mv命令使用了动态库libacl.so.1，而这个动态库就在/usr/lib中，由于修改了该目录名，就不能通过目录链接到该库。

通过以上测试，可以对动态库的原理进行简单的推断了：使用了动态库的可执行程序，并不需要将该库编译到可执行文件中，只需要知道这些库在磁盘的具体路径即可，在运行时，再通过路径来加载动态库。

静态库跟动态库相反，会直接将库链接到可执行文件中，省略了运行时寻找库这一步骤。

接下来通过两段 cgo 代码看看两者具体的区别。

number 库

创建number/number.h。

// number/number.h
int number_add_mod(int a, int b, int mod);

创建number/number.c。

// number/number.c
#include "number.h"
int number_add_mod(int a, int b, int mod) {
    return (a+b)%mod;
}

静态库

生成libnumber.a静态库，.a指archived。

$ cd number
$ gcc -c -o number.o number.c
$ ar rcs libnumber.a number.o

以下的#cgo命令，分别是编译和链接参数。CFLAGS通过-I ./number将number库对应的头文件所在目录加入头文件检索路径。LDFLAGS通过-L ${SRCDIR}/number将编译后的number静态库所在目录加入链接库检索路径，-lnumber表示链接libnumber.a静态库。注意，在链接部分的检索路径不能使用相对路径（C/C++代码的链接程序的限制）。

// static.go
package main
// #cgo CFLAGS: -I./number
// #cgo LDFLAGS: -L${SRCDIR}/number -lnumber
//
// #include "number.h"
import "C"
import "fmt"

func main() {
    fmt.Println(C.number_add_mod(10, 5, 12))
}

$ go build static.go
$ ./static
3

动态库

生成libnumber.so动态库，.so是指shared object。

$ cd number
$ gcc -shared -o libnum.so number.c

动态库的 Go 语言代码跟静态库的基本一致，为了区分，将动态库改名为num。

// dynamic.go
package main
// #cgo CFLAGS: -I./number
// #cgo LDFLAGS: -L${SRCDIR}/number -lnum
//
// #include "number.h"
import "C"
import "fmt"

func main() {
    fmt.Println(C.number_add_mod(10, 5, 12))
}

以上 cgo 配置用于动态库时无法生效，只好使用系统的动态库配置来加载。

运行时链接会通过系统默认的动态库配置来加载库。在 Linux 下，动态库链接路径可以通过/etc/ld.so.conf以及/etc/ld.so.conf.d指定。例如，现在我们的代码在/root目录中，则可以如下配置：

$ echo '/root/number' > /etc/ld.so.conf.d/root.conf
$ ldconfig

ldconfig使配置生效，生成缓存。

现在可以编译代码了。

$ go build dynamic.go
$ ./dynamic
3

当然，除了修改配置之外，还可以直接将动态库移动到/usr/lib或者/usr/lib64等默认加载路径中。

Search

    Table of Contents