动态链接库和静态链接库介绍和实例（一）

一、库的介绍

库是写好的现有的，成熟的，可以复用的代码。现实中每个程序都要依赖很多基础的底层库，不可能每个人的代码都从零开始，因此库的存在意义非同寻常。

本质上来说库是一种可执行代码的二进制形式，可以被操作系统载入内存执行。库有两种：静态库（.a、.lib）和动态库（.so、.dll）。 windows上对应的是（.lib .dll） ，linux上对应的是（.a .so），windows和linux类似，下面内容不加区分

所谓静态、动态是指链接。回顾一下，将一个程序编译成可执行程序的步骤：

                        

                                                              图1、编译过程

首先介绍一下静态库（静态链接库）、动态库（动态链接库）的概念，首先两者都是代码共享的方式。

1. 静态库：

之所以成为【静态库】，是因为在链接阶段，会将汇编生成的目标文件.o与引用到的库一起链接打包到可执行文件中。因此对应的链接方式称为静态链接。在链接步骤中，连接器将从库文件取得所需的代码，复制到生成的可执行文件中，这种库称为静态库，其特点是可执行文件中包含了库代码的一份完整拷贝；缺点就是被多次使用就会有多份冗余拷贝。即静态库中的指令都全部被直接包含在最终生成的 EXE 文件中了。在vs中新建生成静态库的工程，编译生成成功后，只产生一个.lib文件。

试想一下，静态库与汇编生成的目标文件一起链接为可执行文件，那么静态库必定跟.o文件格式相似。其实一个静态库可以简单看成是一组目标文件（.o/.obj文件）的集合，即很多目标文件经过压缩打包后形成的一个文件。静态库特点总结：

• 静态库对函数库的链接是放在编译时期完成的。
• 程序在运行时与函数库再无瓜葛，移植方便。
• 浪费空间和资源，因为所有相关的目标文件与牵涉到的函数库被链接合成一个可执行文件。

2. 动态库：

通过上面的介绍发现静态库，容易使用和理解，也达到了代码复用的目的，那为什么还需要动态库呢？

为什么需要动态库，其实也是静态库的特点导致。

• 空间浪费是静态库的一个问题。

                               

                                                                图2. 多程序链接静态库运行

• 另一个问题是静态库对程序的更新、部署和发布页会带来麻烦。如果静态库liba.lib更新了，所以使用它的应用程序都需要重新编译、发布给用户（对于玩家来说，可能是一个很小的改动，却导致整个程序重新下载，全量更新）。

动态库在程序编译时并不会被连接到目标代码中，而是在程序运行是才被载入。不同的应用程序如果调用相同的库，那么在内存里只需要有一份该共享库的实例，规避了空间浪费问题。动态库在程序运行是才被载入，也解决了静态库对程序的更新、部署和发布页会带来麻烦。用户只需要更新动态库即可，增量更新。

                                   

                                                               图3. 多程序链接动态库运行

动态库特点总结：

• 动态库把对一些库函数的链接载入推迟到程序运行的时期。
• 可以实现进程之间的资源共享。（因此动态库也称为共享库）
• 将一些程序升级变得简单。
• 甚至可以真正做到链接载入完全由程序员在程序代码中控制（显示调用）。

动态链接库是一个包含可由多个程序同时使用的代码和数据的库，DLL不是可执行文件。动态链接提供了一种方法，使进程可以调用不属于其可执行代码的函数。函数的可执行代码位于一个 DLL 中，该 DLL 包含一个或多个已被编译、链接并与使用它们的进程分开存储的函数。在vs中新建生成动态库的工程，编译成功后，产生一个.lib文件和一个.dll文件。

那么上述静态库和动态库中的lib有什么区别呢？

静态库中的lib：该LIB包含函数代码本身（即包括函数的索引，也包括实现），在编译时直接将代码加入程序当中。

动态库中的lib：该LIB包含了函数所在的DLL文件和文件中函数位置的信息（索引），函数实现代码由运行时加载在进程空间中的DLL提供。总之，lib是编译时用到的，dll是运行时用到的。如果要完成源代码的编译，只需要lib；如果要使动态链接的程序运行起来，只需要dll。

二、静态库与动态库的区别

　目前以lib后缀的库有两种，一种为静态链接库(Static Libary，以下简称“静态库”)，另一种为动态连接库(DLL，以下简称“动态库”)的导入库(Import Libary，以下简称“导入库”）。 

　　静态库是一个或者多个obj文件的打包，所以有人干脆把从obj文件生成lib的过程称为Archive，即合并到一起。比如你链接一个静态库，如果其中有错，它会准确的找到是哪个obj有错，即静态lib只是壳子。 

　　动态库一般会有对应的导入库，方便程序静态载入动态链接库，否则你可能就需要自己LoadLibary调入DLL文件，然后再手工GetProcAddress获得对应函数了。有了导入库，你只需要链接导入库后按照头文件函数接口的声明调用函数就可以了。 

　　导入库和静态库的区别很大，他们实质是不一样的东西。静态库本身就包含了实际执行代码、符号表等等，而对于导入库而言，其实际的执行代码位于动态库中，导入库只包含了地址符号表等，确保程序找到对应函数的一些基本地址信息。

　　动态链接库 (DLL) 是作为共享函数库的可执行文件。动态链接提供了一种方法，使进程可以调用不属于其可执行代码的函数。函数的可执行代码位于一个 DLL 中，该 DLL 包含一个或多个已被编译、链接并与使用它们的进程分开存储的函数。DLL 还有助于共享数据和资源。多个应用程序可同时访问内存中单个 DLL 副本的内容。 

　　动态链接与静态链接的不同之处在于它允许可执行模块（.dll 文件或 .exe 文件）仅包含在运行时定位 DLL 函数的可执行代码所需的信息。在静态链接中，链接器从静态链接库获取所有被引用的函数，并将库同代码一起放到可执行文件中。 使用动态链接代替静态链接有若干优点。DLL 节省内存，减少交换操作，节省磁盘空间，更易于升级，提供售后支持，提供扩展 MFC 库类的机制，支持多语言程序，并使国际版本的创建轻松完成。

Window与Linux执行文件格式不同，在创建动态库的时候有一些差异。

1）在Windows系统下的执行文件格式是PE格式，动态库需要一个DllMain函数做出初始化的入口，通常在导出函数的声明时需要有_declspec(dllexport)关键字。

2）Linux下gcc编译的执行文件默认是ELF格式，不需要初始化入口，亦不需要函数做特别的声明，编写比较方便。

与创建静态库不同的是，不需要打包工具（ar、lib.exe），直接使用编译器即可创建动态库。

　　很多开源代码发布的惯用方式：

　　1. 预编译的开发包：包含一些.dll文件和一些.lib文件。其中这里的.lib就是导入库，而不要错以为是静态库。但是引入方式和静态库一样，要在链接路径上添加找到这些.lib的路径。而.dll则最好放到最后产生的应用程序exe执行文件相同的目录。这样运行时，就会自动调入动态链接库。

　　2. 用户自己编译： 下载的是源代码，按照readme自己编译。生成很可能也是.dll + .lib(导入库)的库文件

　　3. 如果你只有dll，并且你知道dll中函数的函数原型，那么你可以直接在自己程序中使用LoadLibary调入DLL文件，GetProcAddress

参考：http://www.cnblogs.com/skynet/p/3372855.html

          https://www.jb51.net/article/90111.htm

          https://www.cnblogs.com/chengxuyuancc/p/3229571.html

          https://blog.csdn.net/jeryjeryjery/article/details/70893616

          http://www.cnblogs.com/TenosDoIt/p/3203137.html

三、动态链接库编程之基础慨念

先来阐述一下DLL(Dynamic Linkable Library)的概念，你可以简单的把DLL看成一种仓库，它提供给你一些可以直接拿来用的变量、函数或类。在仓库的发展史上经历了“无库－静态链接库－动态链接库”的时代。静态链接库与动态链接库都是共享代码的方式，如果采用静态链接库，则无论你愿不愿意，lib中的指令都被直接包含在最终生成的EXE文件中了。但是若使用DLL，该DLL不必被包含在最终EXE文件中，EXE文件执行时可以“动态”地引用和卸载这个与EXE独立的DLL文件。静态链接库和动态链接库的另外一个区别在于静态链接库中不能再包含其他的动态链接库或者静态库，而在动态链接库中还可以再包含其他的动态或静态链接库。

对动态链接库，我们还需建立如下概念：

      （1）DLL 的编制与具体的编程语言及编译器无关

　　只要遵循约定的DLL接口规范和调用方式，用各种语言编写的DLL都可以相互调用。譬如Windows提供的系统DLL（其中包括了Windows的API），在任何开发环境中都能被调用，不在乎其是Visual Basic、Visual C++还是Delphi。

　　（2）动态链接库随处可见

　　我们在Windows目录下的system32文件夹中会看到kernel32.dll、user32.dll和gdi32.dll，windows的大多数API都包含在这些DLL中。kernel32.dll中的函数主要处理内存管理和进程调度；user32.dll中的函数主要控制用户界面；gdi32.dll中的函数则负责图形方面的操作。

　　一般的程序员都用过类似MessageBox的函数，其实它就包含在user32.dll这个动态链接库中。由此可见DLL对我们来说其实并不陌生。

　　   (3)VC动态链接库的分类

　　Visual C++支持三种DLL，它们分别是Non-MFC DLL（非MFC动态库）、MFC Regular DLL（MFC规则DLL）、MFC Extension DLL（MFC扩展DLL）。

　　非MFC动态库不采用MFC类库结构，其导出函数为标准的C接口，能被非MFC或MFC编写的应用程序所调用；MFC规则DLL 包含一个继承自CWinApp的类，但其无消息循环；MFC扩展DLL采用MFC的动态链接版本创建，它只能被用MFC类库所编写的应用程序所调用。