【Linux】详细介绍自动化构建工具make/makefile以及动态库的理解

一、链接阶段的动态库的理解

（一）、基本概念

1、动态库文件的后缀名为 .so ，链接动态库的操作就叫动态链接。

2、静态库文件的后缀名为 .a，链接静态库的操作就叫静态链接。

3、动静态库的本质就是文件。

（二）、动态链接方式访问动态库的过程

首先编译器把内存中的相应位置告诉可执行程序，然后可执行程序开始一步一步执行代码，如果执行到某些标准库里面的内容（如库函数），就会去动态库中找到相应函数源码，然后记录源码的地址（这个过程叫做库调用），记录后又将函数源码地址返回到内存当前代码位置（这个过程叫做函数返回），然后继续运行代码。这个过程就是动态链接访问动态库的过程。

因为动态库是被多个使用者共享使用，一旦缺失（不如误删库或者一些配件的更改），所有程序都不可运行了。如下：

Linux中很多指令都链接了C动态库，若该库丢失了，那么这些指令都不可以用了。

（三）、静态链接

静态链接：在链接的时候，将库中的方法拷贝到自己的可执行程序里，以后程序都不再使用第三方库。（将自己需要的代码拷贝到自己的可执行程序中）。

注意：因为要将库中代码拷贝到自己的程序里面，就会使得自己的程序会占用很大的空间，这就会比较浪费资源（占用磁盘，进入内存后开辟的空间，使用网络下载时的开销）。

（四）、动态库和静态库优缺点

动态库：

（1）、优点：比较节省资源，不会出现太多重复的代码（资源指上面提到的磁盘，内存，网络等资源）。

（2）、缺点：对库的依赖性比较强，一旦库丢失，所有使用这个库的程序都无法运行。

静态库：

（1）、优点：不依赖库，同类型平台中（如centOS不同版本）都可以直接运行使用。

（2）、缺点：可执行程序体积比较大，比较浪费资源（资源指上面提到的磁盘，内存，网络等资源）。

（五）、使用静态链接生成可执行文件：-static选项

gcc默认使用的是动态链接，想要使用静态链接需要加入选项 -static：

如图分别是两个链接所产生的可执行文件，同样的代码，还只是几句C语言代码

文件大小竟然相差6倍左右。

使用ldd指令查看文件所链接的库

如图，查看test.o会提示“不是一个动态文件”，查看test1.o就会显示所依赖的库

二、Linux**项目自动化构建工具-make/Makefile**

（一）、快速认识使用

1、介绍：

（1）、一个工程中的源文件不计数，其按类型、功能、模块分别放在若干个目录中，makefile定义了一系列的 规则来指定，哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译，甚至于进行更复杂的功能操作

（2）、makefile带来的好处就是——“自动化编译”，一旦写好，只需要一个make命令，整个工程完全自动编译，极大的提高了软件开发的效率。

（3）、make是一个命令工具，是一个解释makefile中指令的命令工具，一般来说，大多数的IDE都有这个命令，比如：Delphi的make，Visual C++的nmake，Linux下GNU的make。可见，makefile都成为了一种在工程方面的编译方法。

（4）、make是一条命令，makefile是一个文件，两个搭配使用，完成项目自动化构建

2、使用

make是一条命令，
makefile是一个文件，两者一个是依赖关系，一个是依赖方法。

首先需要在源文件
（.c/.cpp）的目录下，新建一个名为
makefile 或
Makefile 的文件

然后打开该文件，写入两条代码：

第一条：是依赖关系，类似给目标文件起一个名字（你是谁，我为什么要帮你）

第二条：是依赖方法，即告诉他需要进行一个什么操作（怎么帮）

如上，将第一条代码将
mybin这个名字与源文件相依赖，第二条代码进行
gcc -o的操作

配置好后在命令行使用
make 指令，这样就可以进行
gcc -o 操作生成可执行文件，生成的可执行文件名就叫
mybin。

该文件就是可执行文件，可以直接运行。

若将运行的操作也配置在文件里面：

make命令就会生成可执行文件后，并运行该文件：

（二）、解释依赖关系和依赖方法

依赖关系中有两个概念：

（1）、目标文件

（2）、依赖文件列表，注意，这里是一个一列表，已空格作为分隔符。

依赖方法有个语法: 需要以tab键开头（不是空格）

（三）、详细介绍

1、项目的自动化清理

我们发现一个现象：

当
makefile文件配置好后，第一次执行
make文件会生成
mybin文件，但第二次再使用
make指令就会报错“
mybin已存在”，因为不可能生成两个同名文件。这时就可以使用自动化清理操作，在
makefile文件中配置自动化清理命令，如下：

再加一个依赖关系：
clean，只是该目标文件可以没有依赖文件列表，然后在依赖方法中配置删除目标文件的命令，
-f 选项表示强制的意思，这样不管文件存不存在，都会执行删除操作，避免过度询问。

配置好后，使用方法如下：

make后面接上目标文件名，即可执行删除操作，这样就不用手动删除
mybin文件了，可以直接通过
make命令进行删除。

问题来了，为什么第一个依赖关系使用
make指令时，后面不需要加目标文件？解释如下：

2、make指令使用顺序说明：

为了解释上面问题，我们可以观察一个现象：

我们会发现两个现象：

（1）、
make和
makefile形成目标文件的时候，默认是从上到下进行扫描
makefile文件的，并且默认形成的是第一个目标文件。

（2）、默认只能形成一个。

3、更改源文件也可以继续执行make

上述是为了解决多次使用
make指令的问题，除了使用项目自动化清理（
clean），也可以使用以下方法：更改源文件后也可以继续使用
make指令，如下更改
test.c文件后可以继续使用
make指令：

所以我们可以知道：

问题：
make和
makefile怎么知道可执行程序是比较新的呐（修改过）？

这个是通过对比文件的三个时间（ACM时间）比出来的，只要可执行程序的最近修改时间比所有源文件的最近修改时间新，说明他就是最新的（没有被修改过），反之则被修改过。

举例：例如vs编译器中的“重新生成解决方案”。

4、认识文件的三个时间（ACM时间）（stat指令可查看）

有了上面问题，现在我们来分析文件的三个时间，也叫
ACM时间：

访问时间、修改时间、改变时间

通过
stat 指令可以查看这三个时间：

（1）、修改时间：
Modify

修改时间是受文件内容的影响而变化，如上述的改变
test.c的内容，那么修改时间就会相应变化，所以修改时间的改变是可以继续使用
make指令的。

（2）、改变时间：
Change

我们会发现，有时当修改时间变化时，改变时间也会跟着变化，原因是改变时间是受文件的属性的影响，而属性的变化有时会受文件内容的影响，例如当修改文件内容时，文件的大小会发生变化，也就是文件属性发生变化。所以说改变时间的改变，也是可以继续使用
make指令的。

（3）、访问时间：
Access

access时间不会轻易更新，只有具体深入访问或修改了文件后才会更新，因为访问文件内容的次数是对文件操作中占比最大的，若访问一次文件就更改一次访问时间，操作系统就会频繁访问磁盘文件，对
access时间进行修改，这就加大了系统的负担。

最后得出结论，make指令主要是受修改时间的影响！！！。

5、touch拓展小知识：

使用
touch指令后，若文件不存在，则创建文件；若文件存在，则刷新文件的
acm时间。

6、makefile文件的新语法：伪目标

上面我们知道，
makefile总是默认执行第一个依赖关系，并且只执行一个，那么每次都需要手动
make clean一下是非常麻烦的，所以接下来就介绍新语法解决该问题：

由上图我们学到两个知识：

（1）、
makefile中的注释是 “
#+描述内容 ”；

（2）、使用
.PHONY:目标文件名，修饰目标文件
mybin，这样
mybin就成为一个为伪目标，总是可以被执行，这样就不用考虑上述的
ACM时间问题，可以一直使用
make，但是通常是将删除操作
clean 设置成伪目标，因为删除操作是必须一直可以执行的。

7、makefile中定义变量和其他小知识

（1）、在
makefile中：“
$ ”代表目标文件，“
^ ”代表源文件：

（2）、定义变量和使用变量的规则：

8、关于make/makefile的语法推到的理解：类似于栈