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Linux编程中链接库的使用

[日期:2018-10-28] 来源:Linux社区  作者:JoZSM [字体: ]
链接库本质上是一段可执行的二进制代码,可以被操作系统载入内存执行。按加载的时机不同,链接库可以分为静态链接库和动态链接库。
静态链接库:编译过程中加载进可执行文件的库(静态库省去了运行时加载的消耗,但会导致可执行文件体积增大)
动态链接库:程序运行过程中,动态加载进内存的库(动态库加载需要资源消耗,但可以显著降低可执行文件体积)
 
什么情况下使用链接库?
1、大型软件项目中,不同模块可以各自完成,然后封装成链接库供上层模块调用。
2、一些通用的功能,如文件处理、数据库接口、算法等,可以封装成库,从而避免每个模块都维护一份独立的通用代码。
3、项目中有很多小的业务模块,可以把各模块制作成统一接口的动态库,主进程根据实际业务按需加载。
 
静态库的使用,主要有两点:
    一是在主程序里需有静态库接口函数的声明,一般使用一个头文件;
    二是在编译时加载静态库,如linux gcc编译时可以用形如-lcpplib的选项来加载一个文件名为libcpplib.a或libcpplib.so的库。
    这里说明下命名规范,一般建议静态库的后缀用.a,动态库后缀用.so。
    满足上面两点,静态库里的函数就可以像平常一样直接使用了。
 
动态库的使用,相对要复杂一些。
    这里抛个问题,既然是动态加载的,主程序怎么知道里面有什么函数,怎么调用呢?
    在linux系统里,可以nm查看链接库的符号表,也即是里面的函数表。Linux程序的动态库调用,也提供了4个加载动态库相关的函数:dlopen、dlsym、dlerror和dlcolose。
    #include <dlfcn.h>/*包含的头文件*/
    /*pathname为动态库文件名;mode是打开方式,如RTLD_NOW表示直接解析出动态库中所有的符号*/
    /*此函数返回一个void指针指向加载的库的句柄*/
    void * dlopen( const char * pathname, int mode);
    /*handle为dlopen返回的句柄,symbol为函数名*/
    /*此函数返回库里指定名称的函数的指针*/
    void*dlsym(void*handle,constchar*symbol);
    /*此函数在加载链接库出错时,返回错误信息*/
    char *dlerror(void);
    /*关闭指定的动态库句柄*/
    int dlclose (void *handle);
 
下面是演示用的代码:
该段代码实现一个动态库调用接口DllRun,通过向该接口传递业务数据、库名、函数名,可以指定相应的库函数来处理数据。
同时iFlag控制该动态库在使用完后是否立即释放,如果不释放(频繁使用的库不释放可以节省加载的开支),则将库句柄指针压入MAP。
#include <dlfcn.h>
typedef int (*dll_func)(char*);/*动态库的函数声明形式*/
map<const char*, dll_func> mapFunc;/*保存不释放的动态库*/
/*
函数功能:加载动态库并执行相应的业务函数
输入参数:strData - 业务数据,根据实现业务情况选择用什么方式传递业务数据,比如数据多且可以按字段划分,可以用map
          strDllName - 需要加载的库名称
          strFunc - 业务的函数名称
          iFlag - 加载方式:
                0 - 第1次加载后Handle保存到map,之后调用不重新加载
                1 - 每次加载均释放掉,下次重新加载
输出参数:strData - 函数执行后输出数据
返回值:0 - 成功;其他失败
*/
int DllRun(char* strData, const char* strDllName, const char* strFunc, int iFlag)
{
    int iRet=-1;
    dll_func pFunc=NULL;/*业务函数的指针*/
    void* pHandle=NULL;
   
    if(NULL == strFunc)
    {
        iRet = -1;
        goto DllRun_RETURN;
    }
   
    if(!iFlag)
    {
        pHandle = mapFunc[strDllName];
    }
   
    if(NULL == pHandle)
    { /*加载动态库*/
        pHandle = dlopen(strDllName, RTLD_NOW);
        if(NULL == pHandle)
        {
            printf("加载链接库[%s]失败: %s\n", strDllName, dlerror());
            iRet = -2;
            goto DllRun_RETURN;
        }
    }
   
    func = dlsym(pHandle, strFunc);/*获取业务函数指针*/
    if(NULL == func)
    {
        printf("获取动态库[%s]的函数[%s]的指针失败: %s\n", strDllName, strFunc, dlerror());
        iRet = -3;
        goto DllRun_RETURN;
    }
   
    iRet = func(strData);/*业务执行*/
    if(0 != iRet)
    {
        goto DllRun_RETURN;
    }
DllRun_RETURN:
    if(iFlag)
    {
        if(NULL != pHandle)
        {
            dlclose(pHandle);
        }
    }
    else
    {
        mapFunc[strDllName] = pHandle;
    }
   
    return iRet;
}

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