1. 庫是什麼

庫(library)，在計算機軟件領域應該十分常見，從專業術語的角度來看，庫是具有某種特定功能的封裝好的模塊。通俗來說，庫是一堆函數的集合。那麼爲什麼需要庫呢？其實這是非常容易理解的，庫的作用和函數的功能都是相似的，都是爲了封裝好功能模塊，以便於代碼重用，避免重複造輪子，而庫和單純的函數是有區別的，庫屬於文件，函數屬於代碼！

舉一個例子，在hello.c文件中，使用 abs() 函數計算絕對值，我們應該通過 #include <math.h> 包含頭文件，與庫中的接口關聯起來，這樣子，在執行程序過程中程序就會去 libc.so 調動相關函數。得出如下關係圖：

libc.so是C語言標準庫，提供很多常見功能，例如math、標準輸入輸出等

2. 動態庫和靜態庫

庫分爲兩種類型：動態庫(也稱爲共享庫)和靜態庫，動態庫和靜態庫總的來說最大的區別就是，庫在編譯階段會不會被編譯到可執行程序中。

很顯然，一開始舉的例子屬於動態庫，因爲這個庫不存在於可執行程序中，調用接口需要訪問外面的文件。

那麼動態庫以及靜態庫有什麼特點呢？

動態庫:

優點

由於沒有把動態庫編譯進可執行文件中，可執行文件大小較小；

動態庫調入內存後，可供多個文件調用，減少內存消耗；

需要修改庫時，無需將可執行文件重新編譯，只需重新編譯庫，使用更加靈活。

缺點

可執行程序運行時調用接口，需要訪問動態庫文件，執行速度下降；

可執行程序運行依賴於動態庫環境，動態庫環境破壞，可能使可執行程序運行異常。

靜態庫：

優點

庫被編譯進可執行程序中，執行效率更高；

可執行程序不受庫環境影響，即使庫文件刪除或者移動了依舊可以正常執行。

缺點

庫被編譯進可執行程序中，可執行程序大小較大；

修改庫需要重新編譯庫以及源程序，使用不靈活。

3. 庫的製作及使用

我們通過庫的製作和使用更加深入的瞭解庫的作用。

我們製作提供 add() 功能的add庫，並編寫 test 程序去測試庫功能。

表3-1 文件以及文件介紹表
文件名稱	文件介紹
test.c	.c源文件
add.h	add庫對應的.h頭文件
add.c	add庫.c源文件

test.c

#include <stdio.h>
#include "add.h"

int main(){

    int a = 1, b = 2, sum = 0;
    
    sum = add(a, b);
    printf("sum=%d\n"， sum);

    return 0;
}

add.h

#ifndef _ADD_H_
#define _ADD_H_


/*
 *@brief:     add fun
 *@param1:    value a
 *@param2:    value b
 *@retval:       sum
 */
int add(int a, int b);



#endif

add.c

#include "add.h"

/*
 *@brief:     add fun
 *@param1:    value a
 *@param2:    value b
 *@retval:       sum
 */
int add(int a, int b){

    return (a+b);
}

製作如上幾個文件。下面開始分別製作使用動態庫、靜態庫：

3.1 動態庫的製作、使用

在我的家目錄下有這麼一個目錄( /home/oracle/lib/test1/ )有如下文件：

製作動態庫：

使用命令：
gcc -shared -fpic -o libadd.so add.c

# -shared:    製作動態庫(共享庫)
# -fpic:      聲明生成代碼與位置無關
# -o:         output 後接輸出文件名
# libadd.so:  需要命名爲 libXXX.so  也可以帶版本號例如 libXXX.so.1
圖3-2 製作庫操作一覽圖

對於 -fpic參數需要詳細瞭解的可以閱讀如下文章：

linux鏈接動態庫 fpic的使用

編譯測試程序源文件
gcc -o test test.c -L ./ -ladd

# -o:        output 後接輸出文件名
# test:      輸出文件名
# -L:        後接所需庫的目錄路徑
# ./:        所需庫在當前目錄，所以是 "./"
# -ladd:     所需的庫, 需要寫成 -lXXX, XXX爲庫名
圖3-3 編譯測試源程序操作一覽圖

運行測試程序

圖3-4 運行測試程序出錯一覽圖

會發現，直接運行測試程序會出錯，提示無法打開共享對象文件，沒有找到此文件。這是，我們就要注意了，編譯程序需要制定庫所在的目錄以及庫名，那麼運行的時候也許要指定，不過不同的是，不能像編譯階段那樣子手動指定，而是通過配置系統環境變量的方式。主要有三種方式:

1. 通過配置 LD_LIBRARY_PATH 環境變量

LD_LIBRARY_PATH是Linux環境變量名，該環境變量主要用於指定查找共享庫(動態鏈接庫)時除了默認路徑外的其他路徑。(上述默認路徑指的是：/lib、/usr/lib 等)

臨時配置：

通過如下命令導入路徑：
export LD_LIBRARY_PATH=/home/oracle/lib/test1:$LD_LIBRARY_PATH

# export:                         設置環境變量工具
# /home/oracle/lib/test1:         庫對應的目錄
# $LD_LIBRARY_PATH:               取出原來庫的值，相當於追加，不改變原來的值        
通過如下命令確認是否導入成功：
echo $LD_LIBRARY_PATH

# echo：                環境變量查看工具
# $LD_LIBRARY_PATH:     環境變量的值
圖3-5 臨時配置LD_LIBRARY_PATH環境變量操作一覽圖

臨時配置操作簡單，但是臨時配置關機後LD_LIBRARY_PATH會重置，也就是說，臨時配置只對這次開機有效，關機重啓需要再次設置。

永久配置：

永久配置其實原理上和臨時配置是一樣的，只不過是配置腳本添加進系統啓動中，使其每次啓動自動配置環境變量，常見的啓動腳本有 :
/etc/profile                        #需要root權限，對整個系統有效
/home/xxx(根據用戶名變化)/.bashrc    #對特定用戶有效
在家目錄下的 .bashrc 最後一行加入：
export LD_LIBRARY_PATH=/home/oracle/lib/test1:$LD_LIBRARY_PATH   
source /home/oracle/.bashrc    #使環境變量立即生效
那麼，就完成通過修改 LD_LIBRARY_PATH 環境變量永久配置了

2. 通過修改 /etc/ld.so.conf 文件

通過文件名，我們就可以知道這個文件是動態鏈接庫的配置文件，以下是操作一覽圖：

圖3-6 配置操作一覽圖

圖3-7 配置/etc/ld.so.conf 操作一覽圖

ldconfig這個程序，位於/sbin下，它的作用是將文件/etc/ld.so.conf列出的路徑下的庫文件緩存到/etc/ld.so.cache以供使用，因此當安裝完一些庫文件，或者修改/etc/ld.so.conf增加了庫的新的搜索路徑，需要運行一下ldconfig，使所有的庫文件都被緩存到文件/etc/ld.so.cache中，如果沒做，可能會找不到剛安裝的庫。

3. 將庫文件移動到動態鏈接庫存放默認目錄

默認路徑指的是：/lib、/usr/lib，將庫文件拷貝到此目錄這無需配置環境，操作最簡單，但是可能造成系統庫默認目錄混亂。