動(dòng)態(tài)庫(kù)和靜態(tài)庫(kù)有什么區(qū)別？

          

           
            

             
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今天簡(jiǎn)單聊一下動(dòng)態(tài)庫(kù)和靜態(tài)庫(kù)的區(qū)別。

計(jì)算機(jī)的運(yùn)行當(dāng)然離不開內(nèi)存。

程序運(yùn)行在內(nèi)存當(dāng)中，那么程序在內(nèi)存中的布局是什么樣子的呢？

程序的內(nèi)存分為代碼區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)、堆區(qū)和棧區(qū)，它們的布局是這樣的，這里重點(diǎn)看代碼區(qū)。

代碼區(qū)中是什么呢？

這里主要就是你寫的代碼，當(dāng)然還有你使用的庫(kù)。

這里主要是標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，以及非標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，也就是普通的庫(kù)。

接下來(lái)我們來(lái)看第一個(gè)階段：編譯。

假設(shè)你在編寫一段空前絕后的代碼，需要使用加法函數(shù)，考慮到這個(gè)函數(shù)可能其它人也需要，因此單獨(dú)放到一個(gè)源文件中，其它類似的函數(shù)也一樣。

接下來(lái)是編譯過(guò)程，先編譯成目標(biāo)文件，鏈接器把目標(biāo)文件打包成最終的可執(zhí)行程序。

由于你實(shí)現(xiàn)的加減乘除等函數(shù)非常好用，廣受其它程序員的歡迎，因此你寫的代碼漸漸的變成了一種標(biāo)準(zhǔn)，所有程序員都遵循，標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)就是這么誕生的。

當(dāng)然，你寫的代碼也可能根本沒(méi)有其它人用，只能當(dāng)做你自己使用的普通庫(kù)，實(shí)際上這才是人生常態(tài)，這樣的非標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)還是留著自己用吧。

不管是標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)還是非標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)對(duì)后續(xù)的講解都是一樣的，因此我們以標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)為例來(lái)講解。

現(xiàn)在有了標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，所有人都很開心，終于不用重復(fù)造輪子了。

但是很快你會(huì)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)寫一個(gè)最簡(jiǎn)單的hello world程序，也不得不重新編譯一堆標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)代碼。

這顯然是很浪費(fèi)時(shí)間的，但這對(duì)打工人來(lái)說(shuō)是很不錯(cuò)，可以利用編譯時(shí)間合理摸魚。

該怎么解決重復(fù)編譯標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的問(wèn)題呢。

很簡(jiǎn)單，可以提前把標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)編譯出來(lái)。

這樣我們?cè)俅尉幾g自己的項(xiàng)目時(shí)直接跳過(guò)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的編譯過(guò)程，直接把標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)鏈接到最終的可執(zhí)行程序中。

接下來(lái)我們來(lái)到了第二階段，鏈接。

鏈接器從表面看實(shí)際上是一個(gè)打包器，把各種目標(biāo)文件，也就是你的代碼和標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)打包起來(lái)，如果還有其它庫(kù)也是一樣的道理，經(jīng)過(guò)鏈接會(huì)生成最終的可執(zhí)行程序。

注意看最終的可執(zhí)行程序中，包含了你的代碼和使用的庫(kù)，這種將所有代碼打包到可執(zhí)行程序的鏈接方式叫做靜態(tài)鏈接。

可執(zhí)行程序當(dāng)然是保存在磁盤中的，接下來(lái)我們雙擊運(yùn)行這個(gè)程序。

此時(shí)會(huì)在內(nèi)存中劃分出一塊區(qū)域，這里就是我們最開始看到的堆區(qū)、棧區(qū)、數(shù)據(jù)和代碼區(qū)。

這時(shí)會(huì)把可執(zhí)行程序中的指令都拷貝到代碼區(qū)，這就是程序運(yùn)行的最基本原理。

顯然計(jì)算機(jī)系統(tǒng)里不會(huì)只有一個(gè)程序。

可能會(huì)有很多個(gè)，如果所有程序都采用靜態(tài)鏈接會(huì)怎樣呢？

如果都是靜態(tài)鏈接，那么這些程序都保存一份標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，由于是標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，因此它們的內(nèi)容都是一樣的，最終這些程序都保存在磁盤上，占據(jù)磁盤空間：

而在運(yùn)行起來(lái)后同樣會(huì)占用內(nèi)存空間。

注意看這里 和這里，它們的內(nèi)容都是一樣的，這顯然是在浪費(fèi)寶貴的存儲(chǔ)資源。

問(wèn)題出在哪里呢？

注意看這里，每個(gè)可執(zhí)行程序都包含有一份標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)。

這就像什么呢？這就像一本非常厚的書，這本書把引用到的所有內(nèi)容到裝訂在一起。

好處當(dāng)然是更方便讀者閱讀引用到的內(nèi)容，但問(wèn)題就是這樣的書太厚重了，更好的方法是把引用到內(nèi)容放在一頁(yè)參考文獻(xiàn)中而不要打包在一起，這樣一本書就很輕量了。

可執(zhí)行程序也是一樣的道理，我們不再打包一切而是使用參考文獻(xiàn)。

這就是所謂的動(dòng)態(tài)鏈接。

這時(shí)提前編譯好的庫(kù)就是動(dòng)態(tài)庫(kù)，linux下以.so為結(jié)尾，windows中是dll文件。

這時(shí)的可執(zhí)行程序中不再包含完整的動(dòng)態(tài)庫(kù)代碼，而是只有一份參考文獻(xiàn)，你可以想象一下，這里肯定保存了兩項(xiàng)基本信息，依賴了哪個(gè)庫(kù)，這個(gè)庫(kù)保存在了哪里。

這樣及時(shí)有再多的可執(zhí)行程序也不怕，因?yàn)槲覀冎恍枰４嬉环輼?biāo)準(zhǔn)庫(kù)。

動(dòng)態(tài)鏈接的程序該怎么運(yùn)行呢？依然是把可執(zhí)行程序拷貝到代碼區(qū)，然后根據(jù)參考文獻(xiàn)把動(dòng)態(tài)庫(kù)加載進(jìn)來(lái)，這時(shí)才是真正的鏈接，也就是所謂的動(dòng)態(tài)鏈接，我們把鏈接這個(gè)過(guò)程從編譯期推遲到了運(yùn)行時(shí)。

如果是其它程序運(yùn)行呢？道理也一樣。

動(dòng)態(tài)鏈接下每個(gè)程序中不會(huì)有一份標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，而是大家共享內(nèi)存中的同一份標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)。

這樣利用動(dòng)態(tài)鏈接我們不但節(jié)省了磁盤空間也節(jié)省了內(nèi)存空間。

接下來(lái)我們簡(jiǎn)單總結(jié)一下靜態(tài)庫(kù)和動(dòng)態(tài)庫(kù)的區(qū)別了。

首先是靜態(tài)鏈接。

靜態(tài)鏈接下的可執(zhí)行程序中打包了所以用到的東西，就和這個(gè)工具箱一樣，這樣的程序不再依賴其它庫(kù)。

因此在大規(guī)模部署到服務(wù)器時(shí)非常方便，所以你會(huì)看到一些互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)程序很多采用靜態(tài)鏈接。

但是靜態(tài)鏈接也有自己缺點(diǎn)，那就是修復(fù)bug不是很方便，你需要從頭開始編譯鏈接生成最終的可執(zhí)行程序，然后重新部署服務(wù)并重啟。

同時(shí)靜態(tài)鏈接也有我們剛提到的重復(fù)占據(jù)磁盤和內(nèi)存空間的問(wèn)題，而動(dòng)態(tài)庫(kù)則沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題。

當(dāng)然我們說(shuō)靜態(tài)庫(kù)的這一問(wèn)題這是站在單機(jī)一臺(tái)機(jī)器有多個(gè)應(yīng)用的角度，而對(duì)于一個(gè)應(yīng)用需要部署在多機(jī)的角度這些都不是事。

接下來(lái)我們看動(dòng)態(tài)庫(kù)。

假設(shè)你用動(dòng)態(tài)鏈接的方式構(gòu)建了一個(gè)非常受歡迎的應(yīng)用程序，然后發(fā)布出去。

發(fā)布出去后發(fā)現(xiàn)動(dòng)態(tài)庫(kù)模塊有bug，那么該怎么修復(fù)呢？很簡(jiǎn)單，只需要修復(fù)bug后重新生成新的動(dòng)態(tài)庫(kù)，簡(jiǎn)單的更新動(dòng)態(tài)庫(kù)即可，而不需要重新發(fā)布應(yīng)用。

這就是為什么很多應(yīng)用程序采用動(dòng)態(tài)鏈接的原因。

好啦，這個(gè)話題就先簡(jiǎn)單講解到這里，希望對(duì)大家理解鏈接器有所幫助。

   

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