作为一个新手,在程序调试过程中,尤其在对产品二次开发过程中,常常遇到【缺少DLL库的情况】,之前往往搞的云里雾里,靠度娘解决问题,现在趁着项目的需要,对于动态链接库和静态链接知识进行系统的学习。
在介绍静态链接库和动态链接库的知识之前,先来介绍相关基础知识。
一、.程序编译过程
库是写好的现有的,成熟的,可以复用的代码。现实中每个程序都要依赖很多基础的底层库,不可能每个人的代码都从零开始,因此库的存在意义非同寻常。
本质上来说库是一种可执行代码的二进制形式,可以被操作系统载入内存执行。库有两种:静态库(.a、.lib)和动态库(.so、.dll)。
所谓静态、动态是指链接。回顾一下,将一个程序编译成可执行程序的步骤:
图:编译过程
(1)静态库
之所以称为静态库,是因为在链接阶段,会将汇编生成的目标文件.o与引用到的库一起链接打包到可执行文件中。因此对应的链接方式称为静态链接。
试想一下,静态库与汇编生成的目标文件一起链接为可执行文件,那么静态库必定跟.o文件格式相似。其实一个静态库可以简单看成是一组目标文件(.o/.obj文件)的集合,即很多目标文件经过压缩打包后形成的一个文件。
静态库特点总结:
l 静态库对函数库的链接是放在编译时期完成的。
l 程序在运行时与函数库再无瓜葛,移植方便。
l 浪费空间和资源,因为所有相关的目标文件与牵涉到的函数库被链接合成一个可执行文件。
(2)动态库
通过上面的介绍发现静态库,容易使用和理解,也达到了代码复用的目的,那为什么还需要动态库呢?
为什么还需要动态库?
为什么需要动态库,其实也是静态库的特点导致。
1)空间浪费是静态库的一个问题。
2)另一个问题是静态库对程序的更新、部署和发布页会带来麻烦。如果静态库liba.lib更新了,所以使用它的应用程序都需要重新编译、发布给用户(对于玩家来说,可能是一个很小的改动,却导致整个程序重新下载,全量更新)。
动态库在程序编译时并不会被连接到目标代码中,而是在程序运行是才被载入。不同的应用程序如果调用相同的库,那么在内存里只需要有一份该共享库的实例,规避了空间浪费问题。动态库在程序运行是才被载入,也解决了静态库对程序的更新、部署和发布页会带来麻烦。用户只需要更新动态库即可,增量更新。
动态库特点总结:
l 动态库把对一些库函数的链接载入推迟到程序运行的时期。
l 可以实现进程之间的资源共享。(因此动态库也称为共享库)
l 将一些程序升级变得简单。
l 甚至可以真正做到链接载入完全由程序员在程序代码中控制(显示调用)。
Window与Linux执行文件格式不同,在创建动态库的时候有一些差异。
1)在Windows系统下的执行文件格式是PE格式,动态库需要一个DllMain函数做出初始化的入口,通常在导出函数的声明时需要有_declspec(dllexport)关键字。
2)Linux下gcc编译的执行文件默认是ELF格式,不需要初始化入口,亦不需要函数做特别的声明,编写比较方便。
与创建静态库不同的是,不需要打包工具(ar、lib.exe),直接使用编译器即可创建动态库。
二..h .lib .dll文件关系
.h头文件是编译时必须的,lib是链接时需要的,dll是运行时需要的。
附加依赖项的是.lib不是.dll,若生成了DLL,则肯定也生成 LIB文件。如果要完成源代码的编译和链接,有头文件和lib就够了。如果也使动态连接的程序运行起来,有dll就够了。在开发和调试阶段,当然最好都有。
.h .lib .dll三者的关系是:
H文件作用是:声明函数接口
DLL文件作用是:函数可执行代码
当我们在自己的程序中引用了一个H文件里的函数,编链器怎么知道该调用哪个DLL文件呢?这就是LIB文件的作用:告诉链接器调用的函数在哪个DLL中,函数执行代码在DLL中的什么位置,这也就是为什么需要附加依赖项 .LIB文件,它起到桥梁的作用。如果生成静态库文件,则没有DLL,只有lib,这时函数可执行代码部分也在lib文件中
目前以lib后缀的库有两种,一种为静态链接库(Static Libary,以下简称“静态库”),另一种为动态连接库(DLL,以下简称“动态库”)的导入库(Import Libary,以下简称“导入库”)。静态库是一个或者多个obj文件的打包,所以有人干脆把从obj文件生成lib的过程称为Archive,即合并到一起。比如你链接一个静态库,如果其中有错,它会准确的找到是哪个obj有错,即静态lib只是壳子。动态库一般会有对应的导入库,方便程序静态载入动态链接库,否则你可能就需要自己LoadLibary调入DLL文件,然后再手工GetProcAddress获得对应函数了。有了导入库,你只需要链接导入库后按照头文件函数接口的声明调用函数就可以了。导入库和静态库的区别很大,他们实质是不一样的东西。静态库本身就包含了实际执行代码、符号表等等,而对于导入库而言,其实际的执行代码位于动态库中,导入库只包含了地址符号表等,确保程序找到对应函数的一些基本地址信息。
一般的动态库程序有lib文件和dll文件。lib文件是必须在编译期就连接到应用程序中的,而dll文件是运行期才会被调用的。如果有dll文件,那么对应的lib文件一般是一些索引信息,具体的实现在dll文件中。如果只有lib文件,那么这个lib文件是静态编译出来的,索引和实现都在其中。静态编译的lib文件有好处:给用户安装时就不需要再挂动态库了。但也有缺点,就是导致应用程序比较大,而且失去了动态库的灵活性,在版本升级时,同时要发布新的应用程序才行。在动态库的情况下,有两个文件,而一个是引入库(.LIB)文件,一个是DLL文件,引入库文件包含被DLL导出的函数的名称和位置,DLL包含实际的函数和数据,应用程序使用LIB文件链接到所需要使用的DLL文件,库中的函数和数据并不复制到可执行文件中,因此在应用程序的可执行文件中,存放的不是被调用的函数代码,而是DLL中所要调用的函数的内存地址,这样当一个或多个应用程序运行是再把程序代码和被调用的函数代码链接起来,从而节省了内存资源。从上面的说明可以看出,DLL和.LIB文件必须随应用程序一起发行,否则应用程序将会产生错误。
三.静态链接库过程【VisualStudio2013】
(1)创建【静态库】项目
依次点击【文件-创建项目-Win32项目-定义文件名-确认-静态库-完成】
(2)添加头文件和源文件
项目上右键【添加-新建项-添加.h .cpp文件】
(3)头文件中声明函数或者类
(4)源文件中实现函数或者类
(5)【编译-生成解决方案】,在项目目录下-Debug文件夹下会产生StaticLibrary.lib文件,即是静态链接库。
(6)使用静态链接库,新建一个项目 useStaticLibrary
n 将Debug文件夹下StaticLibrary.lib文件和头文件StaticLibrary.h文件拷贝到应用静态库的工程下useStaticLibrary
n 包含头文件 #include“StaticLibrary.h”
n 将lib库包含到项目中
两种方式:
l 方式一:
通过#pragma宏添加
l 方式二:
依次点击菜单栏【项目—属性(最下面)-配置属性-链接器-输入-附加依赖项】
在里面添加 StaticLabrary.lib(文件名)
n 至此完成静态链接库的添加,运行程序
四.创建动态链接库
(1)创建【动态库】项目
依次点击【文件-创建项目-Win32项目-定义文件名-确认-DLL-导出符号-完成】
如果没有选择DLL选项,可以在【项目/工程属性/配置属性/常规/项目默认值配置类型】中修改
(2)添加头文件和源文件
其实到这一步,完全不需要我们添加头文件和源文件,VS已经帮我们添加头文件和源文件,而且生成一个动态链接库的框架,
#defineDYNAMICLIBRARY_API__declspec(dllexport)
是一个宏定义,这个没有什么好解释的,表示将该函数导出到动态库。
值得注意的是:
extern “C”
这句话是必要的。Extern “C”是告诉编译器,接下来的代码要按照C语言的风格编译,不要使用C++函数名修饰。
我们知道,C++之所以能够实现函数重载,是因为底层采用函数名修饰,在函数名上加入参数类型信息,实现不同的函数,不同编译器修饰规则不同,为了实现不同编译器兼容性,添加这句话!。
(3)源文件中实现函数
(4)编译-生成解决方案
我们发现动态链接库生成两个文件 .lib .dll文件
(5)使用动态链接库
使用动态链接库同样有两种调用方式:静态(隐式)调用和动态(显式调用)
使用动态链接库需要三个文件DynamicLibrary.h DynamicLibrary.dll DynamicLibrary.lib.
1) 静态(隐式)调用
n 将DynamicLibrary.h DynamicLibrary.dll DynamicLibrary.lib.复制到项目文件目录下
1) #pragma comment(lib,"BinarySearchLib.lib")包含.Lib文件
2) 输出结果
5)
下面是通过项目属性添加文件方式:
VC6:
工程、设置、C/C++、分类:Preprocessor、附加包含路径:填写附加头文件所在目录 逗号间隔多项
工程、设置、Link、分类:Input、附加库路径:填写附加依赖库所在目录 分号间隔多项
工程、设置、Link、分类:Input、对象/库模块:填写附加依赖库的名字.lib 空格间隔多项
VS20xx:
项目、属性、C/C++、附加包含目录:填写附加头文件所在目录 分号间隔多项
项目、属性、链接器、常规、附加库目录:填写附加依赖库所在目录 分号间隔多项
项目、属性、链接器、输入、附加依赖项:填写附加依赖库的名字.lib 空格或分号间隔多项
参考文章:
http://www.cnblogs.com/skynet/p/3372855.html
http://www.cnblogs.com/zcshan/archive/2010/12/03/1895605.html