linux 动态库 导出符号

Linux 动态库导出符号基础概念

在Linux系统中，动态库（Dynamic Link Library）是一种可被多个程序共享的库文件，通常以.so（Shared Object）为扩展名。动态库中的函数和变量可以通过“导出符号”的方式供其他程序调用。

导出符号指的是将库中的函数、变量等标识符暴露给外部程序使用。这些符号在编译时被标记为外部可见，从而允许链接器在链接阶段解析它们的地址。

相关优势

1. 节省内存：多个程序可以共享同一个动态库实例，减少内存占用。
2. 便于更新和维护：只需替换动态库文件，无需重新编译所有依赖它的程序。
3. 提高灵活性：可以在运行时动态加载和卸载库，实现功能的灵活扩展。

类型

• 全局符号：可以被所有其他模块访问的符号。
• 局部符号：仅限于定义它们的模块内部访问的符号。

应用场景

• 大型软件系统：将功能模块化，通过动态库实现各模块间的解耦。
• 插件架构：允许第三方开发者编写扩展功能，通过动态库加载到主程序中。
• 跨平台兼容性：编写一套代码，通过不同的动态库适配不同操作系统或硬件平台。

导出符号的方法

使用extern "C"

在C++中，为了防止名称修饰（Name Mangling），可以使用extern "C"声明导出的函数和变量。

// mylib.h
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

void myFunction();
int myVariable;

#ifdef __cplusplus
}
#endif

使用GCC的__attribute__((visibility("default")))

GCC提供了属性来控制符号的可见性，默认情况下，GCC会隐藏所有非全局符号。

// mylib.c
#include "mylib.h"

__attribute__((visibility("default"))) void myFunction() {
    // ...
}

__attribute__((visibility("default"))) int myVariable = 42;

使用Makefile或CMake设置编译选项

在构建系统中，可以通过设置编译选项来控制符号的导出。

# Makefile
CFLAGS += -fPIC -shared -Wl,-soname,libmylib.so

遇到的问题及解决方法

问题：符号未正确导出

原因：可能是由于编译器默认隐藏了符号，或者使用了错误的编译选项。

解决方法：确保使用了正确的编译选项（如-fPIC和-shared），并在需要的地方添加extern "C"或__attribute__((visibility("default")))。

问题：符号冲突

原因：多个库中定义了相同名称的符号，导致链接时发生冲突。

解决方法：重命名冲突的符号，或者使用命名空间来避免冲突。

示例代码

假设我们有一个简单的动态库libmylib.so，其中包含一个函数myFunction和一个变量myVariable。

// mylib.h
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

void myFunction();
int myVariable;

#ifdef __cplusplus
}
#endif

// mylib.c
#include "mylib.h"
#include <stdio.h>

void myFunction() {
    printf("Hello from myFunction!\n");
}

int myVariable = 42;

编译动态库：

gcc -fPIC -shared -o libmylib.so mylib.c

使用动态库的程序：

// main.c
#include "mylib.h"

int main() {
    myFunction();
    printf("myVariable = %d\n", myVariable);
    return 0;
}

编译并运行程序：

gcc -o main main.c -L. -lmylib
LD_LIBRARY_PATH=. ./main

通过以上步骤，可以看到动态库中的符号被成功导出并使用。