Linux 动态链接库(.so)的使用

1. 背景

库：就是已经编写好的，后续可以直接使用的代码。

c++静态库：会合入到最终生成的程序，使得结果文件比较大。优点是不再有任何依赖。

c++动态库：动态库，一个文件可以多个代码同时使用内存中只有一份，节省内存，可以随主代码一起编译。缺点是需要头文件。

网友说：库就是除了main函数之外的其他代码，都可以组成库。

2. 只介绍动态库(工作中主要用动态库)

C++使用动态库比C语言使用动态库稍微麻烦点。

因为C++支持函数重载(参数变量个数不同、参数类型不同、类型修饰符不同const/not const等)，都会使得C++对函数名进行重写，不方便根据函数名查找对应函数。

C++中可以使用extern关键字修饰对应的函数，表示函数名按照C言语分隔编译，不进行改写。(extern关键字另一个关键字修饰变量，表示变量在其他文件中已经定义。通常见于修饰全局变量)

3. 使用so文件需要的api

头文件 #include <dlfcn.h>

dlopen以指定的模式打开共享链接库。使用可以参考: http://man7.org/linux/man-pages/man3/dlopen.3.html

4. C++使用动态链接库实例

4.1 test.h

1 class Test{
2 public:
3     virtual int get();
4     virtual void set(const int num);
5 };

4.2 test.cpp

 1 #include <iostream>
 2 #include "test.h"
 3
 4 int g_num = 0;   ///全局变量
 5
 6 int Test::get() { return g_num; }
 7 void Test::set(const int num){ g_num = num; }
 8
 9 #ifdef __cplusplus
10 extern "C" {
11 #endif
12
13 Test* create(){ return new Test; }
14
15 #ifdef __cplusplus
16 }
17 #endif

4.3 main.cpp

 1 #include <iostream>
 2 #include <dlfcn.h>
 3 #include "test.h"
 4 using namespace std;
 5
 6 //声明函数指针
 7 typedef Test* (*so_init)();
 8
 9 //定义插件类来封装，句柄用完后需要释放
10 struct Plugin{
11     void *handle;
12     Test *t;
13
14     Plugin():handle(NULL), t(NULL) { }
15     ~Plugin(){
16         if(t) { delete t; }
17         if (handle) { dlclose(handle); }
18     }
19 };
20
21 int create_instance(const char *so_file, Plugin &p){
22     //根据特定的模式打开so文件, 获取so文件句柄
23     //RTLD_NOW：需要在dlopen返回前，解析出所有未定义符号
24     //RTLD_DEEPBIND：在搜索全局符号前先搜索库内的符号，避免同名符号的冲突
25     p.handle = dlopen(so_file, RTLD_NOW | RTLD_DEEPBIND);
26     if (!p.handle) {
27         cout << "Cannot open library: " << dlerror() << endl;
28         return -1;
29     }
30
31     //根据字符串"create"读取库中对应到函数, 并返回函数地址，可以理解为一种间接的“反射机制”
32     so_init create_fun = (so_init) dlsym(p.handle, "create");
33     if (!create_fun) {
34         cout << "Cannot load symbol" << endl;
35         dlclose(p.handle);
36         return -1;
37     }
38
39     //调用方法, 获取类实例
40     p.t = create_fun();
41
42     return 0;
43 }
44
45 int main(){
46     Plugin p1;
47     Plugin p2;
48
49     if (0 != create_instance("./libtest_1.so", p1)
50             || 0 != create_instance("./libtest_2.so", p2)){
51         cout << "create_instance failed" << endl;
52         return 0;
53     }
54
55     p1.t->set(1);   //对库1中到全局变量进行设置
56     p2.t->set(2);   //对库2中到全局变量进行设置
57
58     //输出两个库中的全局变量
59     cout << "t1 g_num is " << p1.t->get() << endl;
60     cout << "t2 g_num is " << p2.t->get() << endl;
61     return 0;
62 }

执行：

g++ -fPIC -shared test.cpp -o libtest_1.so

g++ -fPIC -shared test.cpp -o libtest_2.so

g++ -g -Wl,--no-as-needed -ldl main.cpp -rdynamic

可见两个全局变量也互不干扰。