【Linux详解】基础IO：软硬连接 | 动静态库管理

软硬链接

1. 介绍

1.1 软连接

是一个独立文件，具有独立的 inode ，也有独立的数据块，它的数据块里面保存的是指向的文件的路径，公用 inode

建立软连接

ln -s myfile.txt soft_file.link

1.2 硬链接

硬连接的 inode 是一样的，不是一个独立的文件，本质其实就是在特定目录的数据块中新增，文件名和指向的文件的 inode 编号的映射关系！！

ln 建立连接，由后者指向前者，硬链接数

观察 inode 编号可以发现，软硬链接的区别：是否具有独立的Inode。

软链接具有独立的Inode：可以被当作独立的文件看待。

2.理解

2.1 如何理解硬链接？

任意一个文件，无论是目录，还是普通文件，都有 inode

每一个 inode 内部，都有一个叫做引用计数的计数器，有多少个文件名指向我

通常用来进行路径定位，采用硬链接，可以进行目录间切换

硬链接没有独立的Inode，那硬链接该如何理解呢？或者建立一个硬链接究竟是做了什么？

通过实践我们可以发现，创建目录会发现硬链接数会增加

在目录当中的运用

删文件就是解除映射关系，连接数--

这就是为什么硬链接不会一次被删除

应用场景

一个. 表示当前目录，inode 是一样的，相当于在另一个场景下的重命名，..为 3，返回的是上级路径的 inode

eg: / 硬链接数为 21，可知旗下有 19 个目录

❓ linux 不允许对目录硬链接，为什么？

如下图：

那为什么目录内部有./..，不是目录的硬链接吗？？

系统搜索时，并没有调用./..，诞生相对路径是为了方便搜索，也是当前目录的内容，相当于这个的硬链接是由系统设计好了的

2.2 如何理解软连接？

特别像我们在 windows 当中的创建快捷方式，路径直接跳转

🗝️** 为什么要有？**

上线了一个软件，要给客户看，可执行程序 exe 路径太深了，这时候可以通过提出来 ln -s ，形成软连接，就能直接 test.exe ，不带路径执行啦

软链接有自己独立的Inode和内容，当我们删除myfile.txt，软链接就出错，但是我们知道Inode还在。换一个角度思考，怎么不算是一种置后的重命名呢

软链接里面保存的是与文件所处路径的映射关系。

当把文件删除时，这个映射关系就出错了。unlink 的使用

注：对文件的权限最终解释权归目标文件，软连接不能影响

软连接可以和之后的动态库结合使用

动静态库

1.介绍

静态库（.a结尾）：程序在编译链接的时候把库的代码拷贝到可执行文件中。程序运行的时候将不再需要静态库。

动态库（.so结尾）：程序在运行的时候才去加载动态库的代码，多个程序共享使用库的代码。

各自缺点：
动态库：受到库升级或被删除等影响
静态库：形成可执行程序太大

命名：例如**动态库 libxxx.so
lib前缀 .**so后缀去掉前缀和后缀，剩下的就是库名称

1.1 使用

在Linux中，动态链接和静态链接是链接器在编译程序时使用库的不同方式。动态链接器在运行时加载共享库（通常带有

.so

后缀），而静态链接器在编译时将库的代码直接合并到可执行文件中（通常带有

.a

后缀）。以下是对您提供内容的格式化：

在Linux中使用GCC编译静态链接的可执行文件

命令行示例

gcc test.c -o mytest -static

注意

• 如果系统中只提供.so文件，则只能使用动态链接。
• 如果只提供.a文件，即使不指定-static，也是静态链接。
• 如果动态库和静态库都存在，默认使用动态库。

安装C静态库

sudo yum install -y glibc-static

安装C++静态库

sudo yum install -y libstdc++-static

关于Linux的动静态库问题

• 在Windows下，原理是一样的。
• 默认形成可执行程序：动态链接
• Windows下动态库后缀为.dll，静态库后缀为.lib
• 注意：系统本身为了支持编程，除了提供标准库.h，还提供了标准库的实现.so/.a

1.2 什么是库？

程序在经过预处理，编译，汇编，之后，就要链接了，链接就是将.o文件和库链接起来形成可执行程序。

下面我们将演示类似与库的思想。

vim 小技巧：

在 Vim 编辑器中，使用

:vs

（vertical split）命令可以创建一个垂直分割的窗口。若要在这两个窗口之间切换，可以使用下面方法：在 Vim 中，

**Ctrl + w**

是一个前缀键，用于执行与窗口相关的操作，而

j

、

k

、

h

和

l

键用于指定方向

库的连接

下面是一个简单的示例，展示了如何编写一个

add

函数，并且如何将它们编译成目标文件（

.o

文件），最后将这些目标文件链接起来形成一个可执行文件。
首先，我们需要创建 2 个源文件：

1. my_add.c - 包含 add 函数的实现。
2. main.c - 包含 main 函数，用于调用 add 函数。

my_add.c

// my_add.c
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

main.c

// main.c
#include <stdio.h>
extern int add(int a, int b);
int main() {
    int a = 10;
    int b = 5;
    printf("Add: %d + %d = %d\n", a, b, add(a, b));    
    return 0;
}

extern

告诉编译器

add

函数存在，但它的定义（函数体）在其他地方

现在，我们将这些源文件编译成目标文件，并链接它们来创建一个可执行文件。

编译和链接步骤

在 Linux 命令行中执行以下命令：

gcc -c my_add.c -o my_add.o  # 编译 my_add.c 到 my_add.o
gcc -c main.c -o main.o      # 编译 main.c 到 main.o
gcc -o mymath main.o my_add.o # 链接 main.o, my_add.o 到 mymath

最后，运行可执行文件

mymath

：

./mymath

这应该会输出：

这样，我们就测试了 Linux 下的 GCC 编译器如何将

.o

文件链接起来形成可执行文件。

2.生成

2.1 静态库

为了将上诉代码接口给同学使用，并且不暴露源码，此时我们就可以选择将它制作成库。

制作如下：

可以先将.h 和.c 打包成 .o

库的原理和上面类似，只是将所有的.o为后缀的文件打包在了一起，形成了一个库，在使用的时候直接使用这个库就可以。

• 指令：ar -rc libname.a [所有待打包.o]
• 作用：将所有待打包的.o文件制作成静态库。

该指令中，ar是gnu的归档工具(Archive files)，rc表示replace和create。

❗ 方法 2： 一步到位

libmylib.a:add.o
    ar -rc libmylib.a add.o
add.o:add.c
    gcc -c add.c -o add.o
sub.o:subc
    gcc -c sub.c -o sub.o

.PHONY:output
output:
    mkdir -p myliba/include
    mkdir -p myliba/lib 
    cp -f *.h myliba/include
    cp -f *.a myliba/lib 
.PHONY:clean
clean:
    rm -rf *.o libmylib.a myliba

我们可以写一个这样的Makefile，直接一步make到位，生成一个库文件。

• 将所用到的头文件全部放在myliba/include目录下。
• 将静态库文件放在myliba/lib目录下。

可以通过指令来查看我们制作的库。

• 指令：ar -tv 库文件名
• 功能：列出静态库中的文件和详细信息。

再使用打包工具tar，将库和头文件一起打包，如上图所示，将压缩包发生给同学。

此时我们的库就制作成了。

使用静态库：

此时我们站在使用者的角度，也就是那个同学的角度。

1. 安装在系统中

• 头文件默认搜索路径：/usr/include;
• 库文件默认搜索路径：/usr/lib64;

gcc不知道该用这个默认路径下的哪个库，要告诉编译器使用该库

在使用gcc编译的时候告诉编译器要使用的库名(掐头去尾后的库名)，此时就能编译成功了，而且成功调用了同学给我们的库。

• -l选项：指定使用的库名(掐头去尾后的库名)。
• 注意：l可以和名字合在一起，如-lmylib。

这种方式不建议使用，因为第三方库没有经过检测，会污染其他库和头文件。

比较好的是下一种方式。

1. 告诉编译器头文件路径，库路径，库名

选项

作用

-I(大写i)

指定头文件路径

-L

指定库文件路径

-l(小写L)

指定库(掐头去尾后的库名)

这样一来，一个第三方库就可以正常使用了。

2.2 动态库：

1. 形成位置无关码

选项

作用

-fPIC

生成位置无关码

-shared

生成动态库

位置无关码就类似于箭头右侧30米处的30。 本质上它是一个偏移量，相对于库基地址的偏移量。

如果这不是100米的跑道，而是变成了200米，500米呢？星星的绝对位置会变化，但是它的相对位置永远不变，处于箭头右侧30米处

1. 形成库文件

• 我们将头文件路径，库文件路径，库文件名告诉了gcc。
• 编译完成以后，和gcc就没有关系了，接下来的执行是操作系统的事情。
• 那么操作系统就必须得知道所使用的动态库在哪里。所以我们可以进行如下操作

每次启动shell的时候，它都会从配置文件中重新加载环境变量，我们这里给LD_LIBRARY_PATH赋值只是暂时的

方法二：软链接到系统默认搜索路径中

在 /usr/lib64 这个系统默认搜索库路径下，有很多的库文件，还有很多的软链接库文件，我们可以自主来实现链接

将同学给我们的动态库软链接到系统默认搜索路径下，如上图所示。此时系统就能找到库啦