Windows靜態庫和動態庫的建立和使用

Mr_John_Liang發表於2013-05-06
Windows

偶們在實際的程式設計開發中，經常會遇到執行時無法找到某個DLL檔案或者連結時無法找到某個LIB檔案。然後，我們就開始亂GOOGLE一下，然後將VS2005的設定改變一下，或許就Ok了，我們將別人開發的DLL或者LIB匯入到我們的程式設計中，那麼這些lib，DLL到底是什麼呢？下面，偶就細細道來。

 

首先，偶們說第一個：靜態連結庫（Static Libary）

偶們用VS2005做一個靜態連結庫先

開啟VS2005，新建à專案（staticCai）àWin32控制檯應用程式

 

新建static_lib.h 和static_lib.cpp 兩個檔案，這兩個檔案的內容如下：

 

 

 

static_lib.h：

 

int add(int x,int y);

int substract(int x , int y);

 

static_lib.cpp：

 

#include "static_lib.h"

 

int add(int x,int y)

{

       return x + y;

}

 

int substract(int x,int y)

{

       return x - y;

}

然後編譯，生成解決方案，好，這樣不出意外會在debug資料夾（與staticCai並列）下生成一個staticCai.lib檔案，好了，這個就是我們做好的靜態連結庫。下面，我們看看怎麼用這個靜態連結庫。我們再新建一個win32控制檯程式，新建main.cpp內容如下：

#include <iostream>

#include "static_lib.h"

#pragma comment(lib, "static.lib")

using namespace std ;

 

int main()

{

       cout << add(3 ,4) << endl ;

       cout << substract(5 , 3) << endl ;

       return 0 ;

}

並且將staticCai.lib和static_lib.h這兩個檔案拷貝到與main.cpp並列的資料夾下。然後，我們編譯，連結，執行程式，就會出結果了

#pragma comment(lib, "static.lib")這句和我們在 專案à屬性à聯結器à新增依賴項 的效果是一樣的。至此，怎麼做靜態連結庫以及怎麼用靜態連結庫就搞定了。現在，我們把剛剛拷貝過來的staticCai.lib給刪了，我們發現，程式照樣執行，但是不能再連結了。所以，我們得出這樣的結論：我們再連結的時候需要靜態連結庫，一旦連結成功，生成了可執行檔案，那麼，靜態連結庫就不再需要了。

其次，偶們說第二個：動態連結庫（dynamic link Libary）

同樣，我們來做一個動態連結庫，和上面的步驟一樣，先建工程，只有最後一步稍有不同

 

然後，新建Dll.cpp檔案（這裡我們就不做.h檔案了），敲入一下內容：

#define  DLL_API _declspec(dllexport)

#include <iostream>

using namespace std;

DLL_API int add(int a,int b)   //實現兩個整數相加

{

       return a+b;

}

DLL_API int subtract(int a,int b)   //實現兩個整數相減

{

       return a-b;

}

然後，我們編譯，生成解決方案，就會在debug資料夾下生成dllCai.dll和dllCai.lib。好，至此，動態連結庫就做好了，下面我們來看怎麼用，新建一個win32控制檯程式，新建main.cpp內容如下：

#include <iostream>

using namespace std ;

#pragma comment(lib, "DLL.lib")

extern int add(int a,int b);

extern int subtract(int a,int b);

int main()

{

       cout << add(3 ,4) << endl ;

       cout << subtract(5 , 3) << endl ;

       return 0 ;

}

然後把dllCai.dll和dllCai.lib拷貝到與main.cpp並列的目錄下。接著，編譯，連結，執行，就會看到和上一次一樣的結果了。然後，我們把dllCai.lib給刪了，程式照樣執行，但是不能再連結了，接著，我們把dllCai.dll給刪了，程式可以再編譯，連結，但是執行的時候就黃了

 

 

所以，我們說：對於動態連結庫，連結的時候需要.lib檔案，執行的時候需要.dll檔案。

 

至此，靜態連結庫和動態連結庫我們就說完了，我們做一下對比和補充：

1 、 兩個lib檔案

我們發現，無論是靜態連結庫還是動態連結庫，最後都有lib檔案，那麼兩者區別是什麼呢？其實，兩個是完全不一樣的東西。staticCai.lib的大小為4KB，dllCai.lib的大小為2KB，靜態庫對應的lib檔案叫靜態庫，動態庫對應的lib檔案叫匯入庫。實際上靜態庫本身就包含了實際執行程式碼、符號表等等，而對於匯入庫而言，其實際的執行程式碼位於動態庫中，匯入庫只包含了地址符號表等，確保程式找到對應函式的一些基本地址資訊。

2 、 對於靜態連結庫，我們在編譯和連結的時候已經將所有的程式碼都匯入進來，因此，當生成可執行檔案以後，可執行檔案包含所有的程式碼。因此，在可執行檔案執行時就不再需要靜態庫了，這也是為什麼我們刪掉staticCai.lib程式照樣執行；而對於動態連結庫，實際上，可執行檔案不包含DLL中的內容，只是通過匯入庫（.lib）知道了相應的地址資訊，因此，可執行檔案在執行時動態得去載入DLL，這也是為什麼我們刪掉dllCai.dll後程式就不能執行了。

3 、 對於DLL，我們是可以不要lib檔案的。

如果不要lib檔案，我們可以通過函式指標的使用達到我們的目的：

#define  DLL_API _declspec(dllexport)

#include <iostream>

using namespace std;   //注意這裡的extern "C" ， 這裡必須加

extern "C" DLL_API int add(int a,int b)   //實現兩個整數相加

{

       return a+b;

}

extern "C" DLL_API int subtract(int a,int b)   //實現兩個整數相減

{

       return a-b;

}

#include <iostream>

#include <Windows.h>

using namespace std ;

 

typedef int (*func)(int x , int y);  //函式指標

int main()

{

       HINSTANCE hInstance = LoadLibrary("DLL.dll");

       if(hInstance == NULL)

       {

              cout << "SB" << endl ;

              return 0;

       }

       func add = (func)GetProcAddress(hInstance, "add");

       func sub = (func)GetProcAddress(hInstance, "subtract");

       cout << (*add)(3,4) << endl ;

       cout << (*sub)(5,3) << endl ;

}

顯然，這種方法沒有用lib檔案方便，如果為了每次呼叫一個函式還要自己再弄一個函式指標，多麻煩啊，所以，我們在實際開發中，用的眾多的第三方擴充套件庫，別人都是提供的：

.h  檔案（類，函式的宣告）

.dll 檔案（類或函式的實現）

.lib 檔案（匯入庫）


小結：

一、靜態庫

* 靜態庫是把程式執行時需要使用的函式編譯在一個二進位制檔案中，副檔名為.lib。當程式link時把靜態庫中的二進位制資料和程式其它資料放到一起。程式執行時不在需要lib和dll檔案的支援。這樣做的壞處是開發出來的程式佔用磁碟空間較大。特別是windows系統中本來就有或很多程式執行都需要的函式完全沒有必要每次開發程式時都要使用各自的靜態庫。

* 靜態庫為.lib檔案形式存在

* 連結後產生的可執行檔案包含了所有需要呼叫的函式的程式碼，因此佔用磁碟空間較大

* 如果有多個(呼叫相同庫函式的)程式在記憶體中間時執行，記憶體中就存有多份相同的庫函式程式碼，因此佔用記憶體空間較多。

二、動態庫

* 動態庫在開發時僅是把dll中的函式名和引數放到應用程式中，應用程式執行時根據函式名和引數呼叫dll中的函式來執行，這樣作業系統中的應用程式可以同時使用同一個dll。可以有效地節省硬碟空間，當然這樣做使得程式設計更有層次。也有利於軟體工程師的分工和資訊保安

* 動態庫以.dl檔案形式存在，且一般都有一個對應的引入庫以.lib檔案形式存在。純資源dll不生成.lib引入庫。

   >引入庫和靜態庫的副檔名均為*.lib，但是引入庫僅包含一些函式名和引數資訊，沒有函式體，是為呼叫動態庫服務的，它和動態庫的關係相當於.h檔案和.cpp檔案之間的關係；

* 動態庫兩種繫結方式

   >靜態繫結(static blnding) 使用靜態繫結的程式在一開始載入記憶體的時候，載入程式就會把程式所有呼叫到的動態程式碼的地址算出、確定下來。這種方式使程式剛執行時的初始化時間較長，不過一但完成動態裝載，程式的執行速度就很快。

    2動態繫結(dynamic binding)   使用這種方式的程式並不在一開始就完成動態連結，而是直到真正呼叫動態庫程式碼時，載入程式才計算(被呼叫的那部分)動態程式碼的邏輯地址，然後等到某個時候，程式又需要呼叫另外某塊動態程式碼時，載入程式才又去計算這部分程式碼的邏輯地址。所以，這種方式侄程式初始化時間較短，但執行期間的效能比不上靜態繫結的程式。

* 使用動態庫的兩種方法（windows）

  >方法一： load-time dynamic linking 
在要呼叫dll的應用程式連結時，將dll的輸入庫檔案(import library，.lib檔案)包含進去。具體的做 法是在原始檔開頭加一句#include ，然後就可以在原始檔中呼叫dlldemo.dll中的輸出檔案了。

  >方法二： run-time dynamic linking 
不必在連結時包含輸入庫檔案，而是在源程式中使用LoadLibrary或LoadLibraryEx動態的載入dll。

 

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