什么是鏈接？

對于初學C語言的朋友，可能對鏈接這個概念有點陌生，這里簡單介紹一下。

我們的C代碼編譯生成可執(zhí)行程序會經(jīng)過如下過程：

鏈接就是把目標文件與一些庫文件生成可執(zhí)行文件的一個過程。關于更詳細的編譯過程，可查閱往期筆記：【本質】你知道C語言編譯的過程嗎？

靜態(tài)、動態(tài)鏈接？

1、什么是靜態(tài)鏈接？

靜態(tài)鏈接是由鏈接器在鏈接時將庫的內(nèi)容加入到可執(zhí)行程序中的做法。

鏈接器是一個獨立程序，將一個或多個庫或目標文件（先前由編譯器或匯編器生成）鏈接到一塊生成可執(zhí)行程序。

這里的庫指的是靜態(tài)鏈接庫，Windows下以.lib為后綴，Linux下以.a為后綴。

2、什么是動態(tài)鏈接？

動態(tài)鏈接（Dynamic Linking），把鏈接這個過程推遲到了運行時再進行，在可執(zhí)行文件裝載時或運行時，由操作系統(tǒng)的裝載程序加載庫。

這里的庫指的是動態(tài)鏈接庫，Windows下以.dll為后綴，Linux下以.so為后綴。

值得一提的是，在Windows下的動態(tài)鏈接也可以用到.lib為后綴的文件，但這里的.lib文件叫做導入庫，是由.dll文件生成的。

3、靜態(tài)鏈接與動態(tài)鏈接的優(yōu)缺點？

（1）靜態(tài)鏈接的優(yōu)缺點：

優(yōu)點：

• 代碼裝載速度快，執(zhí)行速度略比動態(tài)鏈接庫快；
• 只需保證在開發(fā)者的計算機中有正確的.lib文件，在以二進制形式發(fā)布程序時不需考慮在用戶的計算機上.lib文件是否存在及版本問題。

缺點：

• 使用靜態(tài)鏈接生成的可執(zhí)行文件體積較大，包含相同的公共代碼，造成浪費。

（2）動態(tài)鏈接的優(yōu)缺點：

優(yōu)點：

• 生成的可執(zhí)行文件較靜態(tài)鏈接生成的可執(zhí)行文件??；
• 適用于大規(guī)模的軟件開發(fā)，使開發(fā)過程獨立、耦合度小，便于不同開發(fā)者和開發(fā)組織之間進行開發(fā)和測試；
• 不同編程語言編寫的程序只要按照函數(shù)調(diào)用約定就可以調(diào)用同一個DLL函數(shù)；
• DLL文件與EXE文件獨立，只要輸出接口不變（即名稱、參數(shù)、返回值類型和調(diào)用約定不變），更換DLL文件不會對EXE文件造成任何影響，因而極大地提高了可維護性和可擴展性；

缺點：

• 使用動態(tài)鏈接庫的應用程序不是自完備的，它依賴的DLL模塊也要存在，如果使用載入時動態(tài)鏈接，程序啟動時發(fā)現(xiàn)DLL不存在，系統(tǒng)將終止程序并給出錯誤信息；
• 速度比靜態(tài)鏈接慢；

靜態(tài)、動態(tài)鏈接實驗

下面的實驗基于Windows平臺。Windows下的靜態(tài)鏈接、動態(tài)鏈接實驗網(wǎng)上較多的是使用一些IDE如Visual Studio等通過圖形界面來操作，這樣就會掩蓋了很多細節(jié)。

本篇筆記我們不使用IDE，而是以Windows平臺搭配MinGW來演示，以便于日后我們在Linux下操作時可以比較快地進行切換。

我們先編寫如下代碼（共三個文件）：

文件1（main.c）：

文件2（test.c）：

文件3（test.h）：

此時我們的代碼目錄如下：

1、靜態(tài)鏈接實驗

進入我們的代碼路徑，輸入命令：

編譯、匯編指定的源文件（也就是編譯源文件），將每一個源文件編譯成對應的目標文件。此時文件夾下多出了test.o和main.o文件：

接下來使用ar工具把test.o和main.o打包成一個靜態(tài)庫文件lib_test.lib，輸入命令：

其實，用MinGW可以生成.a后綴和.lib后綴的靜態(tài)鏈接庫，這里生成的是.lib后綴的靜態(tài)庫。此時文件夾下多出了.lib文件：

然后把這個靜態(tài)庫鏈接成可執(zhí)行文件lib_test.exe，輸入命令：

此時文件夾下多出了可執(zhí)行文件lib_test.exe：

雙擊運行：

可見，運行結果與預期一致，說明我們使用靜態(tài)鏈接的方式生成的可執(zhí)行文件沒問題。

這個可執(zhí)行文件的運行并不依賴于lib_test.lib文件，我們可以試著把這個文件刪除之后再運行，仍然可以正常運行。

2、動態(tài)鏈接實驗

我們把test.c編譯成動態(tài)庫文件dll_test.dll，輸入命令：

此時文件夾下多出了動態(tài)庫文件dll_test.dll：

我們用該動態(tài)庫文件dll_test.dll與main.c一起編譯生成可執(zhí)行文件dll_test.exe，輸入命令：

此時文件夾下多出了可執(zhí)行文件dll_test.exe：

雙擊運行：

可見，運行結果與預期一致，說明我們使用動態(tài)鏈接的方式生成的可執(zhí)行文件沒問題。

這個可執(zhí)行文件的運行依賴于dll_test.dll文件，我們可以試著把這個文件刪除之后再運行。運行出現(xiàn)如下錯誤：

那是因為使用動態(tài)鏈接庫的應用程序不是自完備的，它依賴的DLL模塊也要存在。

動態(tài)鏈接的方式使用得很廣泛，比如我們電腦系統(tǒng)盤的System32文件夾下就有很多動態(tài)鏈接庫文件：

騰訊QQ安裝目錄下：

上面使用的命令其實與Linux下操作的命令大多都很相似，我們只要明白這么一回事就可以很快地在Linux下進行操作。