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Linux環境下使用eclipse開發C++動態連結庫程式

Linux中也有類似windows中DLL的變成方法,只不過名稱不同而已。在Linux中,動態連結叫做Standard Object,生成的動態連結檔案為*.so。詳細請參考相關文件。

開發環境:Eclipse 3.4.2

G++:4.3.2

1. 建立動態連結庫

(1)在Eclipse中建立新的C++工程

File->New->Project->C++->C++ Project,選擇Shared Library。

(2)建立原始碼檔案

File->New->Source File,指定名稱為shared.cc

(3)編寫原始碼

/*
 * Test.cc
 *
 *  Created on: Oct 10, 2009
 *      Author: fify
 */
#include <iostream>
using namespace std;
void show()
{
	cout << "Shared Library." << endl;
}

編譯之後將在工程目錄下生成一個libshared.so檔案,這就是我們要用的動態連結庫檔案

2. 呼叫動態連結庫檔案

(1)建立C++工程,選擇Executable型別工程

(2)新增Source File,並編寫原始碼

//============================================================================
// Name        : Import.cpp
// Author      : Fify
// Version     :
// Copyright   : Fify copyleft
// Description : Hello World in C++, Ansi-style
//============================================================================
#include <iostream>
using namespace std;
void show();
int main()
{
	show();
	return 0;
}

(3)設定匯入動態庫

Project->Properties->C/C++ Build->Settings->Tool Settings->GCC C++ Linker->Libraries

新增Libraries (-l): shared

新增Library search path (-L): {剛才編譯生成的*.so檔案路徑}

(4)編譯該專案

3. 執行含動態連結庫的程式

點選執行,會出現以下錯誤:error while loading shared libraries: libShared.so: cannot open shared object file: No such file or directory

 ,因為系統無法從預設位置找到動態連結庫檔案。修改系統預設搜尋連結庫的路徑,程式即可順利執行,輸出:

Shared Library.

眾所周知,Linux動態庫的預設搜尋路徑是/lib和/usr/lib。動態庫被建立後,一般都複製到這兩個目錄中。當程式執行時需要某動態庫,並且該動態庫還未載入到記憶體中,則系統會自動到這兩個預設搜尋路徑中去查詢相應的動態庫檔案,然後載入該檔案到記憶體中,這樣程式就可以使用該動態庫中的函式,以及該動態庫的其它資源了。在Linux 中,動態庫的搜尋路徑除了預設的搜尋路徑外,還可以通過以下三種方法來指定。


方法一:在配置檔案/etc/ld.so.conf中指定動態庫搜尋路徑。

可以通過編輯配置檔案/etc/ld.so.conf來指定動態庫的搜尋路徑,該檔案中每行為一個動態庫搜尋路徑。每次編輯完該檔案後,都必須執行命令ldconfig使修改後的配置生效。我們通過例1來說明該方法。

例1:

我們通過以下命令用源程式pos_conf.c(見程式1)來建立動態庫 libpos.so,詳細建立過程請參考文[1]。

# gcc -c pos_conf.c
      # gcc -shared -fPCI -o libpos.so pos_conf.o
      #


#include <stdio.h>
           void pos()
           {
                  printf("/root/test/conf/lib/n");
           }
      程式1: pos_conf.c


接著通過以下命令編譯main.c(見程式2)生成目標程式pos。

# gcc -o pos main.c -L. -lpos
      #


void pos();
          int main()
          {
               pos();
               return 0;
          }
      程式2: main.c


然後把庫檔案移動到目錄/root/test/conf/lib中。

# mkdir -p /root/test/conf/lib
      # mv libpos.so /root/test/conf/lib
      #


最後編輯配置檔案/etc/ld.so.conf,在該檔案中追加一行"/root/test/conf/lib"。

執行程式pos試試。

# ./pos
        ./pos: error while loading shared libraries: libpos.so: cannot open shared object file: No such file or directory
      #

出錯了,系統未找到動態庫libpos.so。找找原因,原來在編輯完配置檔案/etc/ld.so.conf後,沒有執行命令ldconfig,所以剛才的修改還未生效。我們執行ldconfig後再試試。

# ldconfig
      # ./pos     /root/test/conf/lib 
      #

程式pos執行成功,並且打印出正確結果。

方法二:通過環境變數LD_LIBRARY_PATH指定動態庫搜尋路徑。

通過設定環境變數LD_LIBRARY_PATH也可以指定動態庫搜尋路徑。當通過該環境變數指定多個動態庫搜尋路徑時,路徑之間用冒號":"分隔。下面通過例2來說明本方法。

例2:

我們通過以下命令用源程式pos_env.c(見程式3)來建立動態庫libpos.so。

# gcc -c pos_env.c
      # gcc -shared -fPCI -o libpos.so pos_env.o
      #


#include <stdio.h>
          void pos()
          {
                printf("/root/test/env/lib/n");
          }
      程式3: pos_env.c


測試用的可執行檔案pos可以使用例1中的得到的目標程式pos,不需要再次編譯。因為pos_conf.c中的函式pos和pos_env.c中的函式pos 函式原型一致,且動態庫名相同,這就好比修改動態庫pos後重新建立該庫一樣。這也是使用動態庫的優點之一。

然後把動態庫libpos.so移動到目錄/root/test/conf/lib中。

# mkdir -p /root/test/env/lib
      # mv libpos.so /root/test/env/lib
      #


我們可以使用export來設定該環境變數,在設定該環境變數後所有的命令中,該環境變數都有效。

例如:

# export LD_LIBRARY_PATH=/root/test/env/lib
      #

但本文為了舉例方便,使用另一種設定環境變數的方法,既在命令前加環境變數設定,該環境變數只對該命令有效,當該命令執行完成後,該環境變數就無效了。如下述命令:

# LD_LIBRARY_PATH=/root/test/env/lib ./pos  /root/test/env/lib
      #

程式pos執行成功,並且列印的結果是"/root/test/env/lib",正是程式pos_env.c中的函式pos的執行結果。因此程式pos搜尋到的動態庫是/root/test/env/lib/libpos.so。

方法三:在編譯目的碼時指定該程式的動態庫搜尋路徑。

還可以在編譯目的碼時指定程式的動態庫搜尋路徑。這是通過gcc 的引數"-Wl,-rpath,"指定(如例3所示)。當指定多個動態庫搜尋路徑時,路徑之間用冒號":"分隔。

例3:

我們通過以下命令用源程式pos.c(見程式4)來建立動態庫libpos.so。

# gcc -c pos.c
      # gcc -shared -fPCI -o libpos.so pos.o
      #


#include <stdio.h>
          void pos()
          {
                printf(".//n");
          }
      程式4: pos.c

因為我們需要在編譯目的碼時指定可執行檔案的動態庫搜尋路徑,所以需要用gcc命令重新編譯源程式main.c(見程式2)來生成可執行檔案pos。

# gcc -o pos main.c -L. -lpos -Wl,-rpath,./
      #

再執行程式pos試試。

# ./pos   ./
      #


程式pos執行成功,輸出的結果正是pos.c中的函式pos的執行結果。因此程式pos搜尋到的動態庫是./libpos.so。

以上介紹了三種指定動態庫搜尋路徑的方法,加上預設的動態庫搜尋路徑/lib和/usr/lib,共五種動態庫的搜尋路徑,那麼它們搜尋的先後順序是什麼呢?

在 介紹上述三種方法時,分別建立了動態庫./libpos.so、 /root/test/env/lib/libpos.so和/root/test/conf/lib/libpos.so。我們再用源程式 pos_lib.c(見程式5)來建立動態庫/lib/libpos.so,用源程式pos_usrlib.c(見程式6)來建立動態庫 /usr/lib/libpos.so。

#include <stdio.h>
           void pos()
           {
                   printf("/lib/n");
           }
      程式5: pos_lib.c


#include <stdio.h>
          void pos()
          {
                 printf("/usr/lib/n");
          }
      程式6: pos_usrlib.c


這樣我們得到五個動態庫libpos.so,這些動態庫的名字相同,且都包含相同函式原型的公用函式pos。但儲存的位置不同和公用函式pos 列印的結果不同。每個動態庫中的公用函式pos都輸出該動態庫所存放的位置。這樣我們可以通過執行例3中的可執行檔案pos得到的結果不同獲知其搜尋到了哪個動態庫,從而獲得第1個動態庫搜尋順序,然後刪除該動態庫,再執行程式pos,獲得第2個動態庫搜尋路徑,再刪除第2個被搜尋到的動態庫,如此往復,將可得到Linux搜尋動態庫的先後順序。程式pos執行的輸出結果和搜尋到的動態庫的對應關係如表1所示:

程式pos輸出結果 使用的動態庫 對應的動態庫搜尋路徑指定方式 
./ ./libpos.so 編譯目的碼時指定的動態庫搜尋路徑 
/root/test/env/lib /root/test/env/lib/libpos.so 環境變數LD_LIBRARY_PATH指定的動態庫搜尋路徑 
/root/test/conf/lib /root/test/conf/lib/libpos.so 配置檔案/etc/ld.so.conf中指定的動態庫搜尋路徑 
/lib /lib/libpos.so 預設的動態庫搜尋路徑/lib 
/usr/lib /usr/lib/libpos.so 預設的動態庫搜尋路徑/usr/lib 
表1: 程式pos輸出結果和動態庫的對應關係 
建立各個動態庫,並放置在相應的目錄中。測試環境就準備好了。執行程式pos,並在該命令列中設定環境變數LD_LIBRARY_PATH。

# LD_LIBRARY_PATH=/root/test/env/lib ./pos  ./
      #


根據程式pos的輸出結果可知,最先搜尋的是編譯目的碼時指定的動態庫搜尋路徑。然後我們把動態庫./libpos.so刪除了,再執行上述命令試試。


# rm libpos.so
        rm: remove regular file `libpos.so'? y
      # LD_LIBRARY_PATH=/root/test/env/lib ./pos /root/test/env/lib
      #


根據程式pos的輸出結果可知,第2個動態庫搜尋的路徑是環境變數LD_LIBRARY_PATH指定的。我們再把/root/test/env/lib/libpos.so刪除,執行上述命令。


# rm /root/test/env/lib/libpos.so
        rm: remove regular file `/root/test/env/lib/libpos.so'? y
      # LD_LIBRARY_PATH=/root/test/env/lib ./pos  /root/test/conf/lib
      #

第3個動態庫的搜尋路徑是配置檔案/etc/ld.so.conf指定的路徑。刪除動態庫/root/test/conf/lib/libpos.so後再執行上述命令。


# rm /root/test/conf/lib/libpos.so
        rm: remove regular file `/root/test/conf/lib/libpos.so'? y
      # LD_LIBRARY_PATH=/root/test/env/lib ./pos  /lib
      #


第4個動態庫的搜尋路徑是預設搜尋路徑/lib。我們再刪除動態庫/lib/libpos.so,執行上述命令。


# rm /lib/libpos.so
        rm: remove regular file `/lib/libpos.so'? y
      # LD_LIBRARY_PATH=/root/test/env/lib ./pos  /usr/lib
      #


最後的動態庫搜尋路徑是預設搜尋路徑/usr/lib。

綜合以上結果可知,動態庫的搜尋路徑搜尋的先後順序是:

1.編譯目的碼時指定的動態庫搜尋路徑;

2.環境變數LD_LIBRARY_PATH指定的動態庫搜尋路徑;

3.配置檔案/etc/ld.so.conf中指定的動態庫搜尋路徑;

4.預設的動態庫搜尋路徑/lib;

5.預設的動態庫搜尋路徑/usr/lib。

在上述1、2、3指定動態庫搜尋路徑時,都可指定多個動態庫搜尋路徑,其搜尋的先後順序是按指定路徑的先後順序搜尋的。對此本文不再舉例說明,有興趣的讀者可以參照本文的方法驗證。