概念
静态库(static library)是一种在编译时就被链接到最终可执行文件中的库
静态库包含一组函数或代码实现, 当程序需要使用这些功能时, 链接器会将静态库中相关部分复制到可执行文件中
静态库通常以.a(在 unix 和 linux 系统中)或.lib(在 windows 系统中)为文件扩展名
特点
编译时链接
静态库在程序编译时就被链接到最终可执行文件中
编译器和链接器会把所需库文件代码嵌入到最终程序中
依赖
不依赖于运行时环境: 由于静态库已经在编译时被嵌入到可执行文件中, 程序在运行时不再需要再去查找和加载外部库文件
因此静态库不依赖于运行时环境, 程序在运行时不需要静态库文件
体积
由于静态库代码被复制到每个所依赖它可执行文件中, 最终可执行文件会比动态链接程序大得多
因为每个使用静态库程序都会有自己库副本
版本控制
没有版本控制
一旦静态库被链接到程序中, 更新库中代码并不会自动影响已经编译好程序
如果库文件发生变化, 需要重新编译程序, 才能使用
对比
| 特性 | 静态库 | 动态库 |
|---|---|---|
| 链接时间 | 在编译时链接到可执行文件中 | 在运行时由操作系统加载和链接 |
| 文件大小 | 可执行文件包含库代码, 文件较大 | 可执行文件较小, 库文件单独 |
| 性能 | 无需在运行时加载, 启动速度较快 | 启动时需要加载, 可能稍慢 |
| 更新 | 更新库文件需要重新编译所有依赖程序 | 更新库文件后, 无需重新编译, 程序直接使用新库 |
| 依赖管理 | 无需在运行时寻找库文件 | 程序需要在运行时找到正确库文件 |
| 内存使用 | 每个程序都包含一份静态库副本 | 多个程序可以共享同一个动态库内存 |
开发
graph LR;
A[/.c .cpp/]-->X(编译器)-->B[/.o目标文件/]-->Y(打包)-->C[/.a/]
- 示例, 生成静态库
// static_api.h
#ifndef __STATIC_API_HPP__
#define __STATIC_API_HPP__
#include <iostream>
extern "C" {
int Add(int x, int y);
void Hello();
}
#endif
// static_api.cpp
#include "static_api.hpp"
int Add(int x, int y) {
return x + y;
}
void Hello() {
std::cout << "Hello World" << std::endl;
}
生成
编译器
# -c 生成目标文件
clang++ 源文件 -c -o 目标文件
# 生成静态库
ar rcv 库文件 目标文件
graph LR;
X(参数)
X-->A(ar)-->A1(创建、修改提取静态库)
X-->B(rcv)
B-->B1("r")-->B11(将目标文件插入库中, 若库已存在则追加)
B-->B2("c") -->B21(创建新库, 若库已存在则覆盖)
B -->B3("v") -->B31(详细输出添加到库中文件名)
构建工具
通过cmake等工具生成静态库
# CMakeLists.txt
cmake_minimum_required(VERSION 3.16)
project(static_api)
add_library(${PROJECT_NAME} STATIC "")
target_sources(${PROJECT_NAME} PUBLIC ${CMAKE_SOURCE_DIR}/static_api.cpp)
使用
链接
- 示例, 使用静态库
// main.cpp
#include "static_api.hpp"
int main(void) {
Hello();
std::cout << Add(0xA, 0xB) << std::endl;
return 0;
}
编译器
clang++ 源文件 库 -o 可执行文件
