13-3 动态链接库的编译和使用

1. 静态链接库与动态链接库

    由于**静态链接库不能共享**，且依赖的符号的对应目标文件与主程序文件需要一同编译，故静态链接库**内存空间占用较大**。而**动态链接库**具有共享性质，通过特定路径即可引用，**可以有效减少内存空间的占用**。

    此外，**可使用 ldd 命令查看一个可执行程序所依赖的动态链接库**。

2. 编译动态链接库

    **以主程序文件 03.shared_library.c 为例，编译运行时需要的动态链接库，便于后续外部函数的执行**。此主程序文件与上一小节的主程序文件内容相同。

#include <stdio.h>

#include "mathutils/include/factorial.h"
#include "mathutils/include/fibonacci.h"

int main(){

  printf("Factorial(4): %d\n", Factorial(4));
  printf("Fibonacci(8): %d\n", Fibonacci(8));

  return 0;
}

     **编译动态链接库的具体流程为**：

            1）准备工作，创建 mathutils 文件夹及相应的 .h 头文件和 .c 文件。

            2）将主程序文件 03.shared_library.c 中**引用的外部函数的所在 .c 文件（factorial.c fibonacci.c）编译为动态链接库。**在 Linux 系统中，输入 gcc -shared -fPIC factorial.c fibonacci.c -o libmathutils.so，即可生成动态链接库 libmathutils.so。而**在 Windows 系统中，需要额外添加导入库参数才能生成动态链接库**。整体代码为 gcc -shared -fPIC **-Wl,--out-implib,libmathutils.a** factorial.c fibonacci.c -o libmathutils.dll，生成动态链接库 libmathutils.dll。

            **-shared 参数表示生成共享库，即动态链接库。-fPIC 参数用来生成与地址无关的代码。**因为动态链接库编译时无法确定符号运行时的地址，只能基于全局偏移表给出相对位置，而全局偏移表只能等到程序加载运行时才能确定。

          此外，**可使用  ar t 命令查看导入库内部的文件，使用 objdump -t 命令查看动态链接库内部的文件**。可以发现此处的导入库文件内部与上一小节的静态链接库内容不同，且动态链接库中存在 Factorial() 和 Fibonacci() 函数的相关内容。（grep 用来查找指定格式的字符串，其使用方法见：https://www.cnblogs.com/yychuyu/p/13624485.html）

3. 使用动态链接库

    **动态链接库编译完成后，主程序文件需要使用动态链接库进行程序的编译和执行**。具体流程如下：

            1）编译主程序文件，注意参数 **-Lmathutils -lmathutils**。其中** -L 连接的是动态链接库路径 mathutils**，**-l 连接的是动态链接库名称 libmathutils**，但由于 lib 通常省略，故为 mathutils。

             2）此时**若直接执行 03.shared_library，其结果会如下图所示：无法找到动态链接库 libmathutils.dll**。其原因在于**执行程序时并未指定动态链接库的路径**（编译时指定了路径）。**Windows 系统下动态链接库的默认查找逻辑为**：首先**在当前目录下找寻待使用的动态链接库**，如果未找到，则去系统的 path 路径下去找。此处 libmathutils.dll 在 Chapter13/mathutils 文件夹中，而执行程序在 Chapter13 文件夹中，故无法找到相应的动态链接库。

             解决方法为跳转至 mathutils 文件夹下执行 03.shared_library 程序，其结果为：