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《不同操作系统下的库文件》
为什么会有本文章？小生在实际项目开发中，很多时候都会面临着软件的发布。发布 则意味着就会有许多的文件（例如：一个使用Qt框架开发的软件可能包含Qt相关的库，第三方库，自己开发的库等等），杂七杂八，非常的多。发布平台也会不一样（可能在windows上运行，可能在linux系列的平台上运行等）。对于不同操作系统下的库文件不同，于是就总结了这篇文章。文章中内容大多参考MSVC官方网站（Windows部分）、网上写得比较好的文章。对其文章内容做了整理，再结合自己的实际开发和研究总结而成。
在实际软件开发中，软件由许多文件组成。不同操作系统下这些组成文件也不一样，本文总结在几种操作系统（Windows、linux、macOS）下软件的库文件，也包含在实际项目开发中，所使用的库。
一、Windows下的库
在操作系统下，一个库从源代码经编译套件编译构建后，会生成对应的库。这个库由：bin、include、lib等目录中的文件来描述。当然不同的编译构建套件所生成的库的组成有所不同。
在Windows操作系统下，主要有以下两种：
（1）*.lib
可由MSVC编译构建套件编译生成。
（2）lib*.a
可由MinGW编译套件（Gcc系的编译套件）构建生成。
在生成Windows下的可执行程序（exe）使有两种链接方式：
（1）动态链接：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。
（2）静态链接：链接器从静态链接库lib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。
（1-1）、lib和dll的区别
（1）lib是在我们编译的时候用到的，dll是程序运行的时候用到的。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，不必需要lib。
（2）如果有dll文件，那么lib一般包含一些索引信息，记录dll中函数的入口和位置，dll中是函数的具体内容；如果只有lib文件，那么这个lib文件是静态编译出来的，索引和实现都在对应文件中。使用静态编译的lib文件，在运行程序时不需要动态库了，缺点是导致应用程序本体比较大，而且失去了动态库的灵活性，在我们需要重新发布新版本时要发布新的应用程序才行。
（3）在动态链接的情况下，有两种文件：一个是lib文件，一个是dll文件。lib包含被dll导出的函数名称和位置，dll包含实际的函数和数据，应用程序使用lib文件链接到dll文件。在应用程序的可执行文件中，存放的不是被调用的函数代码，而是dll中相应函数代码的对应地址，从而节省了内存资源。dll和lib文件必须随应用程序一起发行，否则应用程序运行时会产生错误，如下图所示。
如果不想用lib文件或者没有lib文件，可以用WIN32 API函数LoadLibrary、GetProcAddress进行装载。
（1-2）、如何使用已经存在的库？
应该在我们的项目中包含我们需要使用的库的头文件（.h），并指定我们所需要链接的库文件（.lib）。如果是动态链接，还需要将生成的可执行软件（exe）放到我们所使用的库的动态链接库（dll）目录下。
例如，我们在QtCreator中进行开发时，可以使用：
DESTDIR：指明链接生成的可执行文件的目录。（这个目录最好是一个包含完整的dll的目录路径）
INCLUDEPATH：指定库的头文件包含路径。
LIBS：指定在链接中，所使用的库。如果没有指定，一般会报类似如下的错误：
（1-3）、应用程序的可执行文件是如何找到dll文件的呢？
在许多软件开发工具中，例如Qt，可以指定dll文件的完整搜索路径；如果不指定路径，或者在链接可执行文件时进行了隐式链接，Windows将遵循下面的搜索顺序来定位dll：
（1）包含exe文件的目录。
（2）工程目录。
（3）Windows操作系统的系统目录。
（4）列在Path环境变量中的目录。
（1-4）查看依赖
推荐两种方式：
（1）使用dumpbinVS命令行工具查看依赖。
（2）使用Depends.exe查看程序依赖库。
二、linux下的库
在linux平台下，库主要有以下两种：
（1）lib*.so ：动态库
（2）lib*.a ： 静态库
在linux系统下，为了理解扩展名为.a、.so和.la的文件库的实际含义，我们首先必须了解Linux中的库的概念。简单地说，Linux是一组预编译的代码片段的集合，这些代码片段被称为函数。库非常有用，它们提供了可重用的函数、类和数据结构。Linux中的一些库示例有glibc(标准C库的GNU版本)和libc (C标准库)等。
总的来说，可以将Linux中的库分为两类：
（2-1）静态库
在编译时链接到程序中的库称为静态库。它们也被称为静态链接库，由一组例程、外部函数和变量组成。在编译时链接到一个程序之后，它被链接器、绑定器或编译器复制到目标应用程序，然后生成一个目标文件和一个独立的可执行文件。
静态库有一个扩展名.a，其中的.a代表“存档”。
静态库的缺点是：比动态库更快，因为通常使用的一组目标文件被放在一个可执行文件中。
静态库的优点是：用于构建它的代码被锁定在最终的可执行文件中，并且在不重新编译库的情况下无法修改它。
（2-2）动态库
作为独立文件存在于可执行文件之外的库被称为动态库。在编译时，程序生成库文件的一个副本。
扩展名为.so的文件代表动态库。
动态库的优点是：单个库可以被多个应用程序使用，而不需要每个应用程序都像使用静态库那样拥有自己的库副本。
动态库的缺点是：与静态库相比，库被破坏的可能性要高得多。一个非常简单情况就是：如果一个动态库文件损坏，可执行文件可能会无法启动运行。
（2-3）.la 文件
扩展名为.la的文件不是库，但实际上它们是包含库描述的文本文件。它们由GNU“libtools”包生成，用于描述组成相应库的文件。
（2-4）运行时加载库文件
- 静态加载：
由于静态库在程序编译时会被链接到目标代码中，程序运行时将不再需要该静态库。
- 动态加载：
（1）将so文件拷贝安装到/lib或/usr/lib目录下, 并执行ldconfig命令。
（2）如果将库文件安装到非/lib或/usr/lib目录下, 那么在执行ldconfig命令前, 还要把新共享库目录加入到共享库配置文件/etc/ld.so.conf中。
（3）如果将库文件安装到非/lib或/usr/lib目录下, 并且我们不想在/etc/ld.so.conf中加路径(或者是没有权限加路径)。这时候，我们那可以export一个全局变量LD_LIBRARY_PATH，并指定完整的库路径。在运行程序的时候就会去这个目录中找共享库，可以设置多个搜索目录, 这些目录之间使用冒号分隔开。
export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/lib:$LD_LIBRARY_PATH
（注意）在linux系统下，有一点与Windows不同：动态库与可执行文件放在同一目录下是找不到动态库的。
ldconfig命令的作用主要是：在默认搜寻目录/lib和/usr/lib以及动态库配置文件/etc/ld.so.conf内所列的目录下，搜索出可共享的动态链接库,进而创建出动态装入程序(ld.so)所需的链接和缓存文件。
缓存文件默认为/etc/ld.so.cache，此文件保存已排好序的动态链接库名字列表，为了让动态链接库为系统所共享，需运行动态链接库的管理命令ldconfig，此执行程序存放在/sbin目录下。
ldconfig通常在系统启动时运行，当我们安装了一个新的动态链接库时，就需要手动运行这个命令。
（2-5）依赖查看
使用ldd命令查看可执行文件依赖的库文件。例如下图：
三、macOS下的库
在macOS平台下，库主要有以下三种：
（1）*dylib
在macOS系操作系统中，*dylib为动态库的存在形式。
（2）*.a
*a是静态库的存在形式。
（3）*.framework
对于*.framework文件来说，可以是静态的，也可以是动态的。
（3-1）macOS下静态库和动态库的区别
.a 文件肯定是静态库, .dylib 肯定是动态库, .framework 可能是静态库也可能是动态库。
静态库在链接时, 会被完整的链接到可执行文件中, 如果多个APP都使用了同一个静态库, 那么每个APP都会拷贝一份, 这样做，缺点就是占用很多的内存空间。
动态库不会复制，只有一份, 程序运行时会被动态加载到内存中, 且系统只会加载一次, 多个程序公用一份, 因此节约了内存空间。但是如果在项目中使用了自己定义的动态库, 苹果是不允许上架的, 在 iOS8 后 苹果开放了动态加载 .dylib 的接口, 可用于挂载 .dylib 动态库。
