使用共享库|集1

这篇文章不适合那些算法极客。如果你对系统相关的东西感兴趣，请继续阅读…

共享库在共享代码方面很有用，这在许多应用程序中很常见。例如，将所有与TCP/IP实现相关的代码打包到一个共享库中更经济。然而，数据不能共享，因为每个应用程序都需要自己的数据集。浏览器、ftp、telnet等应用程序利用共享的“网络”库提升特定功能。

每个操作系统都有自己的表示和工具集来创建共享库。这些概念大致相同。在Windows上，每个对象文件（*.obj、*.dll、*.ocx、*.sys、*.exe等）都遵循称为可移植可执行文件的格式。甚至共享库（简称动态链接库或DLL）也以PE格式表示。用于创建这些库的工具集需要理解二进制格式。Linux变体遵循一种称为可执行和可链接格式（ELF）的格式。ELF文件为位置独立（PIC）格式。Linux中的共享库称为共享对象（通常带有扩展名*.so）。这些类似于Windows平台中的DLL。甚至共享对象文件也遵循ELF二进制格式。

记住，文件扩展名（*.dll、*.so、*.a、*.lib等）只是为了方便程序员。它们没有任何意义。所有这些都是二进制文件。你可以随意命名。但要确保在构建应用程序时提供绝对路径。

一般来说，编译应用程序的步骤很简单。编译、链接和加载。然而，这并不简单。这些步骤在现代操作系统上更加通用。

当您将应用程序链接到静态库时，代码是应用程序的一部分。没有依赖性。尽管它会增加应用程序的大小，但它也有自己的优势。最主要的是速度，因为在运行时没有符号（程序实体）解析。由于每段代码都是二进制图像的一部分，因此此类应用程序与版本不匹配问题无关。然而，在库中，代码是一个固定成本的问题。如果库代码中有任何错误，则需要重新编译整个应用程序并将其发送到客户端。对于动态库，修复或升级库很容易。你只需要发送更新的共享库。应用程序不需要重新编译，只需要重新运行。您可以设计一种机制，使我们不需要重新启动应用程序。

当我们将应用程序链接到共享库时，链接器会在应用程序加载时留下一些存根（未解析的符号）。这些存根需要用一种叫做， 动态链接器 在运行时或应用程序加载时。同样，库的加载有两种类型，静态加载和动态加载。不要混淆 静载荷 vs 静态链接 和 动载荷 vs 动态链接 .

例如，您构建了一个依赖于 libstdc++。所以 这是一个共享对象（动态库）。应用程序如何知道所需的共享库？（如果您感兴趣，请浏览这些工具。） tdump 从Borland工具集中， 反汇编 或 纳米 或 雷德尔夫 Linux上的工具）。

静载荷：

• 在静态加载中，即使在应用程序开始执行之前，所有这些依赖的共享库都会加载到内存中。如果加载任何共享库失败，应用程序将无法运行。
• 动态加载程序检查应用程序对共享库的依赖性。如果这些库已经加载到内存中，库地址空间将映射到应用程序虚拟地址空间（VAS），动态链接器将重新定位未解析的符号。
• 如果这些库没有加载到内存中（也许您的应用程序可能是第一个调用共享库的应用程序），加载程序将在标准库路径中搜索并将它们加载到内存中，然后映射和解析符号。同样，加载是一个大过程，如果您有兴趣，请编写自己的加载程序：）。
• 解析符号时，如果动态链接器找不到任何符号（可能是因为旧版本的共享库），则无法启动应用程序。

动态载荷：

• 顾名思义，动态加载是指按需加载库。
• 例如，如果您想要共享库中的一个小功能。为什么它应该在应用程序加载时加载并保存在内存中？当需要这些共享库的功能时，可以动态调用它们的加载。这叫做动态加载。在这种情况下，程序员知道“应该何时加载库”的情况。该工具集和相关内核提供API，以支持动态加载和查询共享库中的符号。

更多细节将在后面的文章中介绍。

注意：如果遇到诸如可加载模块或等效术语之类的术语，不要将它们与共享库混用。它们不同于共享库，内核提供了支持可加载模块的框架。

使用共享库|集2

练习：

1.假设您已经理解了这些概念，您如何设计一个应用程序（例如银行业务），它可以升级到新的共享库，而无需重新运行应用程序。

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