编程到了一定的时候，总喜欢追求新的东西。将代码尽量模块化就是我的追求之一，原来只是满足于将代码从单文件中分离，通过头文件和实现文件实现模块化，后来发现最好的方法是打包成库文件，使用更加方便。尽管在linux和windows下都有大量的库文件，由于二者的工具不同，加上笔者主要是在linux下编程和教学，因此本文主要介绍Linux下的库文件的制作。
库文件在linux中主要有两种：静态库和动态库（共享库），二者的不同主要有：
1、载入时机不同：静态库是在编译时进行载入到代码中；共享库在运行时载入到代码中；
2、对生成的可执行文件的影响不同：静态库的缺失不会影响后期可执行文件的运行；共享库的缺失会影响可执行文件的执行；
3、对可执行文件大小改变不同：静态库在编译过程中将所有文件添加到可执行文件中，生成可执行文件偏大；共享库在编译过程中将所有文件链接到可执行文件中，生成的可执行文件几乎没有增大；
4、后期维护的影响不同：静态库可能会重复应用，浪费空间；共享库更容易引用使用，只需要一份库实现多个文件的共享使用；
5、后缀名称不同：静态库的后缀名是.a; 动态库的后缀名是.so;
6、生成方式不同：静态库主要是gcc将*.c文件形成*.o文件，使用ar命令打包成.a文件即可；动态库文件主要由gcc加上特定参数编译生成
7、形成的可执行文件的执行方式不同：静态库生成的可执行文件直接执行即可；动态库生成的可执行文件执行时须保证动态库文件能够被找到：可以将动态库文件链接或复制到/usr/lib或/lib目录，一般不这样做；设置环境变量LD_LIBRARY_PATH，使用命令export LD_LIBRARY_PATH=$(pwd)；使用命令ldconfig目录，将制定目录下的动态链接库被系统共享起来sudo ldconfig /home/munication/WORKM/libDemo/;
作为现成的库文件，一般都具有成熟可靠、能够复用、接口明确等特点。因此，善于利用库文件，会让初学者很容易站在巨人的肩膀上。
下面为了更好的说明问题，通过三种方式来形成一个可执行文件testCal，功能很简单。
一、不是用库的方式，代码add.c、sub.c、mul.c、div.c、mod.c、cal.h testCal.c都是一样的：
add.c
1 int add(int var1, int var2){ 2 return var1 + var2; 3 }
sub.c
1 int sub(int var1, int var2){ 2 return var1 - var2; 3 }
mul.c
1 int mul(int var1, int var2){ 2 return var1 * var2; 3 }
div.c
1 int div(int var1, int var2){ 2 if(0==var2){ 3 return -1; 4 }else{ 5 return var1 / var2; 6 } 7 }
mod.c
1 int mod(int var1, int var2){ 2 return var1 % var2; 3 }
cal.h
1 #ifndef cal_h 2 #define cal_h 3 4 int add(int, int); 5 int sub(int, int); 6 int mul(int, int); 7 int div(int, int); 8 int mod(int, int); 9 10 #endif
testCal.c
1 #include <stdio.h> 2 3 #include "cal.h" 4 5 int main(int argc, char **argv) 6 { 7 int var1; 8 int var2; 9 printf("please input the var1: "); 10 scanf("%d", &var1); 11 printf("please input the var2: "); 12 scanf("%d", &var2); 13 printf("%d add %d is %d ", var1, var2, add(var1, var2)); 14 printf("%d sub %d is %d ", var1, var2, sub(var1, var2)); 15 printf("%d mul %d is %d ", var1, var2, mul(var1, var2)); 16 printf("%d div %d is %d ", var1, var2, div(var1, var2)); 17 printf("%d mod %d is %d ", var1, var2, mod(var1, var2)); 18 19 return 0; 20 }
这个是附加的文件makefile，文件名称为makefile
1 OBJ=testCal.o add.o sub.o mul.o div.o mod.o
2 testCal:$(OBJ) cal.h
3 gcc -o testCal $(OBJ)
4 testCal.o:testCal.c
5 add.o:add.c
6 sub.o:sub.c
7 mul.o:mul.c
8 div.o:div.c
9 mod.o:mod.c
10
11 .PHONY:cleanA clean
12 cleanA:
13 rm testCal $(OBJ)
14 clean:
15 rm $(OBJ)
如果有上边的makefile文件，下面的操作都是假设上边所有的文件：add.c cal.h div.c makefile mod.c mul.c sub.c testCal.c都在/home/munication/WORKM/libDemo/目录下
终端下到/home/munication/WORKM/libDemo/目录下，
使用下面的目录生成可执行文件，并有下面的提示信息：
make
cc -c -o testCal.o testCal.c cc -c -o add.o add.c cc -c -o sub.o sub.c cc -c -o mul.o mul.c cc -c -o div.o div.c cc -c -o mod.o mod.c gcc -o testCal testCal.o add.o sub.o mul.o div.o mod.o
如果其中的文件更改，可以使用同一个命令make即可重新编译生成新的执行文件，make会自动判断那些文件需要编译，如果需要把中间文件删除，使用命令make clean，提示信息为；
make clean #删除中间文件*.o，保留testCal可执行文件
make cleanA #删除所有生成文件，包括中间文件*.o，最终testCal可执行文件
rm testCal.o add.o sub.o mul.o div.o mod.o #删除中间文件*.o，保留testCal可执行文件
rm testCal testCal.o add.o sub.o mul.o div.o mod.o #删除所有生成文件，包括中间文件*.o，最终testCal可执行文件
如果不用makefile文件，可以使用手工命令：
gcc -c add.c sub.c mul.c div.c mod.c testCal.c #形成目标文件
gcc -o testCal testCal.o add.o sub.o mul.o div.o mod.o #生成可执行文件
rm testCal.o add.o sub.o mul.o div.o mod.o #删除中间文件*.o，保留testCal可执行文件
rm testCal testCal.o add.o sub.o mul.o div.o mod.o #删除所有生成文件，包括中间文件*.o，最终testCal可执行文件
查看文件大小：
[munication@develop libDemo]$ ls -l 总用量 40 -rw-r--r-- 1 munication munication 52 7月 9 12:39 add.c -rw-r--r-- 1 munication munication 132 7月 9 12:55 cal.h -rw-r--r-- 1 munication munication 91 7月 9 12:41 div.c -rw-r--r-- 1 munication munication 235 7月 9 14:55 makefile -rw-r--r-- 1 munication munication 52 7月 9 12:42 mod.c -rw-r--r-- 1 munication munication 52 7月 9 12:40 mul.c -rw-r--r-- 1 munication munication 52 7月 9 12:40 sub.c -rwxr-xr-x 1 munication munication 7388 7月 9 14:53 testCal -rw-r--r-- 1 munication munication 517 7月 9 13:02 testCal.c
很明显，可以看出形成的可执行文件的大小是7388字节，7k字节的大小。
执行可执行文件，使用命令：
[munication@develop libDemo]$ testCal
please input the var1: 14
please input the var2: 3
14 add 3 is 17
14 sub 3 is 11
14 mul 3 is 42
14 div 3 is 4
14 mod 3 is 2
二、使用静态库文件，生成静态库。库文件一般以lib为前缀，紧接着是库的名称，扩展名为.a，例如我们这里要创建库名libcal.a的库，使用命令ar,具体如下：
ar rcs libcal.a add.o sub.o mul.o div.o mod.o
使用静态库，创建库文件的接口文件头文件，本文中是cal.h文件，使用库文件的文件testCal.c包含头文件cal.h文件即可，使用如下命令编译：
gcc -o testCal testCal.c -static -L. -lcal
其中上边命令的说明：
（1）、gcc -o testCal：使用gcc编译，-o指定文件名，后边的testCal就是最终生成的文件名
（2）、-static：指明使用静态库
（3）、-L.：-L指明使用库，后面的.表明库文件在当前目录
（4）、-lcal：表明是库文件的名称，其中-表明是选项，l是lib的简写，后边的cal才是真正的库文件名称，后缀名是不需要的
查看文件的大小：
[munication@develop libDemo]$ ls -l 总用量 764 -rw-r--r-- 1 munication munication 52 7月 9 12:39 add.c -rw-r--r-- 1 munication munication 132 7月 9 12:55 cal.h -rw-r--r-- 1 munication munication 91 7月 9 12:41 div.c -rw-r--r-- 1 munication munication 4608 7月 9 15:10 libcal.a -rw-r--r-- 1 munication munication 235 7月 9 14:55 makefile -rw-r--r-- 1 munication munication 52 7月 9 12:42 mod.c -rw-r--r-- 1 munication munication 52 7月 9 12:40 mul.c -rw-r--r-- 1 munication munication 52 7月 9 12:40 sub.c -rwxr-xr-x 1 munication munication 740140 7月 9 15:16 testCal -rw-r--r-- 1 munication munication 517 7月 9 13:02 testCal.c
可以很明显看出：使用静态库文件的可执行文件的大小为740140字节，超过700k字节
执行可执行文件，使用命令：
[munication@develop libDemo]$ testCal please input the var1: 14 please input the var2: 3 14 add 3 is 17 14 sub 3 is 11 14 mul 3 is 42 14 div 3 is 4 14 mod 3 is 2
三、使用动态库文件：生成动态库文件。库文件一般以lib为前缀，紧接着是库的名称，扩展名为.so，例如我们这里要创建库名libcal.so的库,具体如下：
[munication@develop libDemo]$ make cc -c -o testCal.o testCal.c cc -c -o add.o add.c cc -c -o sub.o sub.c cc -c -o mul.o mul.c cc -c -o div.o div.c cc -c -o mod.o mod.c gcc -o testCal testCal.o add.o sub.o mul.o div.o mod.o
以上，先运行make命令，通过makefile文件生成目标文件testCal.o add.o sub.o mul.o div.o mod.o，接着使用下面命令：
gcc -shared -fPIC -o libcal.so add.o sub.o mul.o div.o mod.o
其中上边命令的说明：
（1）、gcc -o libcal.so：使用gcc编译，-o指定文件名，后边的libcal.so就是最终生成的动态库名
（2）、-shared：指明生成动态库
（3）、-fPIC.：该选项告诉gcc产生的代码不要包含对函数和变量具体内存位置的引用，运行时进行地址链接
gcc -o testCal testCal.c -L. -lcal
其中上边命令的说明：
（1）、gcc -o testCal：使用gcc编译，-o指定文件名，后边的libcal.so就是最终生成可执行文件名称
（2）、没有使用-static：指明使用动态库
（3）、-L.：-L指明使用库，后面的.表明库文件在当前目录
（4）、-lcal：表明是库文件的名称，其中-表明是选项，l是lib的简写，后边的cal才是真正的库文件名称，后缀名是不需要的
查看文件大小：
[munication@develop libDemo]$ ls -l 总用量 56 -rw-r--r-- 1 munication munication 52 7月 9 12:39 add.c -rw-r--r-- 1 munication munication 132 7月 9 12:55 cal.h -rw-r--r-- 1 munication munication 91 7月 9 12:41 div.c -rw-r--r-- 1 munication munication 4608 7月 9 15:10 libcal.a -rwxr-xr-x 1 munication munication 6832 7月 9 15:51 libcal.so -rw-r--r-- 1 munication munication 235 7月 9 14:55 makefile -rw-r--r-- 1 munication munication 52 7月 9 12:42 mod.c -rw-r--r-- 1 munication munication 52 7月 9 12:40 mul.c -rw-r--r-- 1 munication munication 52 7月 9 12:40 sub.c -rwxr-xr-x 1 munication munication 7296 7月 9 16:01 testCal -rw-r--r-- 1 munication munication 517 7月 9 13:02 testCal.c
可以很明显看出：使用动态库文件的可执行文件的大小为7296字节，超过7k字节，比不打包成库大了一点，多了链接信息，比静态库小了很多，差不多只有静态库的1%大小。
执行可执行文件时，可能会出现错误，提示找不到动态库文件libcal.so文件，解决方案主要有如下几种：
（1）、将生成的库文件libcal.so文件复制到目录/usr/lib或者/lib目录中，这种方式容易污染系统的库文件，也可以将自己作的库文件libcal.so链接到/usr/lib或/lib中，再次执行可执行文件就正常了；
（2）、连接器会搜索LD_LIBRARY_PATH指定的目录，将该环境变量设置为当前目录，具体命令为：
export LD_LIBRARY_PATH=$(pwd)
（3）、使用命令ldconfig目录，将制定目录下的动态链接库被系统共享起来，具体命令为：
sudo ldconfig /home/munication/WORKM/libDemo/
最后的附加：可以使用命令ldd查看可执行文件执行时调用的动态库，具体命令为：
[munication@develop libDemo]$ ldd testCal linux-gate.so.1 (0xb777d000) libcal.so => /home/munication/WORKM/libDemo/libcal.so (0xb7745000) libc.so.6 => /usr/lib/libc.so.6 (0xb7585000) /lib/ld-linux.so.2 (0xb777f000)
gcc编译时搜索库文件的顺序，可以通过一定的手段覆盖系统的库文件，一般不要这么做，后果可能会很严重。
静态库链接时搜索路径顺序:
（1）. ld 会去找 GCC 命令中的参数-L
（2）. 再找 gcc 的环境变量 LIBRARY_PATH
（3）. 再找内定目录 /lib /usr/lib /usr/local/lib 这是当初 compile gcc 时写在程序内的
动态链接时、执行时搜索路径顺序:
（1）. 编译目标代码时指定的动态库搜索路径;
（2）. 环境变量 LD_LIBRARY_PATH 指定的动态库搜索路径;
（3）. 配置文件/etc/ld.so.conf 中指定的动态库搜索路径;
（4）. 默认的动态库搜索路径/lib;
（5）. 默认的动态库搜索路径/usr/lib。
有关环境变量:
（1）.LIBRARY_PATH 环境变量:指定程序静态链接库文件搜索路径
（2）.LD_LIBRARY_PATH 环境变量:指定程序动态链接库文件搜索路径