Linux下动态链接库的创建和使用

继《Windows下动态链接库的创建和使用》一节后，Linux 平台又是如何创建和使用动态链接库的呢？接下来，我们以 Ubuntu 系统上的 GCC 编译器为例，详细地讲解如何创建一个动态链接库，以及如何将某个动态链接库引入到我们自己的项目中。

Linux 平台上，我们更习惯将动态链接库称为“共享库文件”或者“共享对象文件”，后缀名通常为 .so。

绝大多数 Linux 发行版都默认安装了 GCC 编译器，如果您不确定当前 Linux 发行版是否装有 GCC，打开 Terminal 命令行工具并执行gcc --version指令：

这是笔者在 Ubuntu 系统上的执行结果，当前系统安装了 9.3.0 版本的 GCC 编译器。如果输出信息为：

表明当前系统没有安装 GCC，读者可以阅读《GCC编译器下载和安装教程》一文下载并安装 GCC 编译器。

动态链接库的创建

Windows 平台上生成动态链接库时，需要用__declspec(dllexport)显式地“告诉”编译器哪些函数和变量能被外界调用，这些函数和变量的信息（名称、存储位置）保存在引入库文件（.lib）中，而它们的定义保存在动态链接库文件（.dll）中。

与前者不同，Linux 平台上不再需要生成引入库文件，原因很简单，默认情况下动态链接库中定义的所有函数和变量都允许被外界调用。或者说，动态链接库中不仅保存了所有函数和变量的定义，还保存了能被外界调用的所有函数和变量的信息，所以不需要生成引入库文件。

接下来，我们以 mymath.c 为例演示创建动态链接库的整个过程，如下为 myMath.h 和 myMath.c 文件中的内容：

//myMath.h
//实现两个整数相加，返回它们的和
int add(int a, int b);
//实现两个整数相减，返回它们的差
int sub(int a, int b);
//实现两个整数相乘，返回它们的乘积
int mul(int a, int b);
//实现两个整数相除，返回它们的商
int div(int a, int b);
//myMath.c
#include "myMath.h"
int add(int a, int b) {
    return  a + b;
}
int sub(int a, int b) {
    return  a - b;
}
int mul(int a, int b) {
    return  a * b;
}
int div(int a, int b) {
    if (b != 0) {
        return a / b;
    }
    return -1;
}

Linux 平台上，用 GCC 编译器将 myMath.c 转换成动态链接库文件，只需要执行如下指令：

gcc 命令中，各个选项的含义是：

• -shared：表示生成动态链接库；
• -fPIC：也可以写成 -fpic，功能是令 GCC 编译器生成动态链接库时，用相对地址表示库中各个函数和变量的存储位置。这样做的好处是，无论动态链接库被加载到内存的什么位置，都可以被多个程序（进程）同时调用；
• -o libmyMath.so：-o 选项用于指定生成文件的名称，此命令最终生成的动态链接库文件的文件名为 libmyMath.so。

Linux 平台上，动态链接库文件的命名格式为 libxxx.so，其中 xxx 部分可以自定义。

我们也可以先将 myMath.c 编译为目标文件，然后再将目标文件转换为动态链接库，整个过程为：

实际上以上两种转换过程是一样的，直接将 myMath.c 转换成动态链接库的过程，底层也是先将 myMath.c 转换为 myMath.o，然后再将 myMath.o 转换为动态链接库。 

由此，我们就成功地创建了动态链接库文件。

动态链接库的使用

以刚刚生成的 libmyMath.so 为例，讲解 Linux 平台上如何将一个动态链接库文件引入到我们自己的项目中。

假设某个项目中仅有一个 main.c 文件，包含的代码如下：

#include <stdio.h>
int main() {
    int a = 3, b = 4;
    printf("a+b=%d\n", add(a, b));
    printf("a-b=%d\n", sub(a, b));
    printf("a*b=%d\n", mul(a, b));
    printf("a/b=%d", div(a, b));
    return 0;
}

显然，程序中用到了 libmyMath.so 动态链接库中的函数。执行以下两步，即可完成 main.c 和 libmyMath.so 的动态链接：

1) 将 main.c 与 myMath.h 放在同一目录，向 main.c 文件中引入 myMath.h 头文件：

2) 执行如下指令，即可生成可执行文件：

最终生成的 main.exe 就是可执行文件。

注意，main.exe 执行时需要将 libmyMath.so 一起载入内存，您运行 main.exe 时可能会遇到如下问题：

执行结果提示：main.exe 执行时无法找到 libmyMath.so 动态链接库。通过执行 ldd main.exe 指令，可以查看 main.exe 执行时需要调用的所有动态链接库，以及它们各自的存储位置：

可以看到，main.exe 执行时需要链接 4 个动态库文件，其中 libmyMath.so 文件的存储位置显示“not found”，是导致 main.exe 执行失败的直接原因。

运行由动态链接库生成的可执行文件时，必须确保程序运行时可以找到所有需要的动态链接库。常用的解决方案有如下几种：

• 将链接库文件移动到标准库目录下（例如 /usr/lib、/usr/lib64、/lib、/lib64）；
• 在终端输入export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:xxx，其中xxx为动态链接库文件的绝对存储路径（此方式仅在当前终端有效，关闭终端后无效）；
• 修改~/.bashrc或~/.bash_profile文件，即在文件最后一行添加export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:xxx（xxx为动态库文件的绝对存储路径）。保存之后，执行source .bashrc指令（此方式仅对当前登陆用户有效）。

例如选择第一种解决方案，将 libmyMath.so 移动到 /usr/lib 目录下，再次执行ldd main.exe指令：

重新执行 main.exe :

可以看到，main.exe 执行成功了，表明我们成功地将 libmyMath.so 引入到了自己的项目中。