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动态库的制作与使用指南

一、动态库的制作步骤

要制作动态库，通常需要遵循以下步骤：

gcc -c -fPIC t*.c

gcc -shared -o libt_math.so *.o

gcc main.c -L. -lt_math

二、常见错误处理

在实际操作中，可能会遇到如下的问题：

$ ldd a.out

ldd a.outldd: dynamic /lib/t_math.so: no such file or directory

三、常见问题解决方法

要解决上述问题，可以采取以下措施：

export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/path/to/lib

/lib/usr/lib

四、静态库与动态库的区别

1. 关键特性对比

• 静态库

  • 通常被编译到可执行文件中，生成的可执行文件不再依赖静态库。
  • 依赖静态库的可执行文件虽然体积较大，但无需额外的动态库支持。

• 动态库

  • 被编译到可执行文件中，生成的可执行文件在运行时依赖动态库。
  • 动态连接器会在运行时根据需要加载所需的动态库，减少可执行文件的体积。

2. 管理与使用特点

• 静态库

  • 使用静态库的可执行文件在运行时无需外部动态库支持。
  • 但一旦需要修改字月代码，则需要重新编译整个可执行文件。

• 动态库

  • 使用动态库的可执行文件需要动态连接器的支持。
  • 动态连接器负责在运行时动态地加载相关动态库文件，保持内核态与用户态的透明度。

五、动态加载的原理与接口

动态加载的核心是通过动态连接器实现的。常见的动态加载接口包括dlopen、dlclose、dlsym等。

#include 
   

1. 动态连接器的功能

• dlopen

  • 用于打开动态库文件。
  • 参数：filename（动态库路径） | flags（lazzy或eager绑定）。
  • 返回：成功则为非空指针，失败则为NULL。

• dlclose

  • 用于关闭已经打开的动态库。
  • 返回：若成功则非零，若引用计数减到0则卸载动态库。

• dlerror

  • 用于获取动态连接器失败的错误信息。

• dlsym

  • 用于获取特定符号在动态库中的地址。

2. 实际应用示例

#include 
   
    #include 
    
     typedef int (*sub_func)(int a, int b);int main(int argc, char *argv) {    void *handle = dlopen(argv[1], RTLD_NOW);    if (NULL == handle) {        printf("dlopen error: %s\n", dlerror());        return -1;    }    sub_func sub = (sub_func)dlsym(handle, "sub");    if (NULL == sub) {        printf("dlsym error: %s\n", dlerror());        return -1;    }    printf("sub(3-2) = %d\n", sub(3, 2));    dlclose(handle);    return 0;}
    
   

3. 常用库文件

执行ldd dynamic时，可以看到常用的动态库文件：

ldd: dynamic /lib/dl.so.2 => /lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so.2 (0x00007f9debc40000)ldd: dynamic /libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f9def0c0000)ldd: dynamic /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 => /lib/x86_64-linux-gnu/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f9de9b40000)ldd: dynamic /t_math.so => /usr/local/lib/t_math.so (0x00007f9de9d70000)

从依赖关系可知，dynamic本身依赖于多个动态库，其中/usr/local/lib/t_math.so是我们的自定义动态库。

4. 动态加载的实现细节

从库文件的符号信息来看：

nm dynamic:...dlsym@GLIBC_2.2.5dlclose@GLIBC_2.2.5dlopen@GLIBC_2.2.5dlerror@GLIBC_2.2.5...

这些符号表明dynamic程序依赖于动态连接器的核心接口。但是，你会注意到动态库t_math.so中的符号并没有在这个输出中。

六、总结

动态库能够提供更高的灵活性和可扩展性，但也伴随着一定的使用成本。合理使用动态连接器的接口，能够更好地管理程序的依赖关系。这也是动态加载机制的核心优势所在。