Linux中利用系統(tǒng)庫文件來降低工作
在不同的開發(fā)環(huán)境中，往往都有給子的庫文件。庫文件就是那些為了實現(xiàn)某個特定功能的代碼或者程序。在開發(fā)應(yīng)用程序的時候可以直接拿來使用。如此就可以降低開發(fā)的工作量。在Linux操作系統(tǒng)中，也提供了很豐富的庫文件。為此如果Linux操作系統(tǒng)開發(fā)人員能夠?qū)W會使用這個庫文件，那么就可以在很大程度上降低工作量。具體的來說，Linux系統(tǒng)管理員需要了解三方面的內(nèi)容。一是常用的庫文件，二是庫文件調(diào)用的方法，三是為什么推薦使用共享庫。了解這些內(nèi)容，系統(tǒng)管理員就可以在程序開發(fā)過程中調(diào)用庫文件了。對于庫文件中到底包含哪些內(nèi)容，系統(tǒng)管理員可以參考相關(guān)的書籍，筆者在這里就不做過多闡述了。筆者現(xiàn)在只談?wù)剮煳募恼{(diào)用方法以及筆者他們之間的差異，以幫助各位讀者確定到底還是用靜態(tài)庫還是使用動態(tài)庫。
一、庫文件的調(diào)用方法。
使用庫文件可以隱藏具體的實現(xiàn)。如系統(tǒng)管理員在使用這個庫文件時，只需要包含所需要函數(shù)所在的頭文件即可。而不用關(guān)系這個函數(shù)的具體實現(xiàn)。這就好像用手機打電話一樣。系統(tǒng)管理員只需要知道怎么用手機撥打電話即可，而不需要知道其內(nèi)部的線路是怎么布置的，信號是如何在兩個手機直接進行傳遞的，數(shù)字信號怎么轉(zhuǎn)換成語音信號的等等，這些內(nèi)容都不需要知道。另外，使用庫文件可以降低開發(fā)的工作量。有些功能可能在多個應(yīng)用程序中都需要用到，那么通過庫文件的話，就不需要重復(fù)編寫代碼與編譯了。為此可以在很大程度上降低開發(fā)的工作量。
那么系統(tǒng)管理員可以采用什么樣的方式來調(diào)用這個庫文件呢?在Linux操作系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境下，主要有兩種調(diào)用的方式。一種是叫作靜態(tài)庫的調(diào)用方法。即在編譯時將庫中相應(yīng)函數(shù)的二進制映像代碼直接拷貝到當(dāng)前編譯的程序中。簡單的說，就是直接通過代碼的復(fù)制、粘貼來減少代碼的開發(fā)。這跟有些人在寫作文時東拼西湊的方式相同。在Linux操作系統(tǒng)中，如果庫文件是以.a為后綴，就表示為靜態(tài)庫文件。在用到這個靜態(tài)庫文件時，系統(tǒng)管理員可以直接以編輯器打開這個庫文件，把代碼復(fù)制到自己的應(yīng)用程序中，進行編譯。
第二種調(diào)用方法叫作共享庫調(diào)用。若采用這種方法調(diào)用庫文件的話，在編譯時只需要引用庫中相應(yīng)函數(shù)的二進制印象代碼的入口位置。然后這個應(yīng)用程序在運行時就會從共享庫文件中讀出這個函數(shù)代碼，從而實現(xiàn)間接引用。也就是說，這個共享庫就好像是一個客廳。只要用戶在房間與客廳之間開一道門，那么這個房間就可以使用這個客廳。而靜態(tài)庫則不同。靜態(tài)庫要使用這個客廳的話，他不是在房間與客廳之間開一道門，而是將這個客廳都包含到自己的房間中，跟房間合為一體。所以這兩種調(diào)用方法在實現(xiàn)機制上有很大的不同。同時這也決定了他們各有各的優(yōu)缺點。系統(tǒng)管理員在使用這些庫文件時，不得不料接他們彼此的優(yōu)缺點，然后選擇合適的調(diào)用方式。
二、共享庫使用的優(yōu)點。
采用靜態(tài)庫的調(diào)用方法，優(yōu)勢很明顯。由于此時靜態(tài)文件的代碼已經(jīng)跟用戶開發(fā)的代碼融為一體，所以在執(zhí)行這個應(yīng)用程序時，就不需要再查找這個庫的路徑。如此的話在執(zhí)行這個可執(zhí)行文件時就不需要任何庫的支持。但是其缺點也是很明顯的。如這個應(yīng)用程序的多個子程序都需要用到這個庫文件，那么就需要復(fù)制多段相同的代碼。此時無疑會增加代碼的長度，增加維護的難度。最要命的是，對于應(yīng)用程序的性能也會帶來負(fù)面的影響。為此除非你開發(fā)的應(yīng)用程序很簡單，只完成單一的功能，那么可以使用靜態(tài)庫。除此之外，筆者是建議各位讀者采用共享庫為好。具體的來說，采用共享庫可以帶來如下的優(yōu)勢。
一是便于共享庫文件的升級與維護。共享庫中的文件也有可能本身就有問題，需要通過庫文件升級來解決。此時如果采用的是靜態(tài)庫的話，那么就不得不一一去更改引用了這個庫文件的代碼。當(dāng)一個應(yīng)用程序中引用了十次的話，那么就需要更改十個地方。顯然這個后續(xù)維護的工作量會很大。但是采用了共享庫文件的話，則不同。此時只需要更改共享庫中的庫文件即可。由于在應(yīng)用程序代碼中只是指出了這個庫文件的入庫位置。為此只要這個庫位置沒有發(fā)生變化的話，那么這個應(yīng)用程序中的代碼就不需要進行更改。所以，當(dāng)共享庫中的文件由于錯誤等原因需要進行升級的，那么對于應(yīng)用程序不會有絲毫的影響。此時只需要直接將庫文件覆蓋即可，而不需要重新編譯應(yīng)用程序的代碼。這就好像帶SIM卡與不帶SIM小靈通的區(qū)別。如果現(xiàn)在用戶想要換個號碼，那么對于帶SIM卡的小靈通，只需要更換一張SIM卡即可。而對于不帶SIM卡的小靈通，就需要更換整個小靈通。這個帶SIM卡的小靈通就好像是共享庫;而不帶SIM卡的小靈通就好像是靜態(tài)庫。
二是提高代碼的共享。當(dāng)應(yīng)用程序中的多個子程序需要使用同一個庫文件時，Linux操作系統(tǒng)將共享庫文件調(diào)入到內(nèi)存單元。此時無論有多少個子程序需要使用一段相同的代碼時，只需要將這段代碼放到共享內(nèi)存中，而不需奧像靜態(tài)庫那樣在所有的地方都將其直接加載到可執(zhí)行文件中。這跟看電影很像。采用共享庫就好像是在電影院中看電影。電影只放映一次，但是很多人可以一起看這部電影。而采用靜態(tài)庫的話就好象是在自己的家庭影院中看電影。如果三個家庭要看同一部電影，那么他們不得不各自在自己的家中打開家庭影院進行觀看。無疑家庭影院的利用率并不高，至少沒有電影院中的設(shè)備那么高。同時這也會增加系統(tǒng)的負(fù)荷。每個家庭都利用自己的家庭影院看，如果三個家庭的話就會相當(dāng)于多耗費2倍的電源。所以說，使用共享庫的話，可以在很大程度上節(jié)省系統(tǒng)的資源，特別是內(nèi)存的開銷，它可以讓應(yīng)用程序運行的更快。當(dāng)所開發(fā)的應(yīng)用程序越復(fù)雜，或者使用相同代碼的幾率越大，那么這個性能提升的效果也就越明顯。
不過使用這個共享庫文件有一個很大的缺陷，即此時可執(zhí)行文件就與庫文件有了一定的依賴關(guān)系。如某個可執(zhí)行文件采用共享庫的形式，其調(diào)用了某個庫文件。但是當(dāng)這個可執(zhí)行程序在其他Linux操作系統(tǒng)上運行的時候，很有可能這個庫文件不存在或者版本比較低，此時這個可執(zhí)行文件就可能無法運行或者運行出現(xiàn)錯誤。為了避免這種情況，有時候不得不把需要用到的庫文件跟可執(zhí)行文件一起進行分發(fā)。另外就是在代碼編寫中，必須要指明庫文件的搜索位置。否則這個應(yīng)用程序在執(zhí)行時，就會找不到庫文件的位置了。
不過話說回來，這個共享庫引用的缺陷都是可以解決的。為此相比其優(yōu)勢來說，這些缺陷就不足一提了。只要在軟件打包或者軟件安裝之前進行必要的驗證，就可以很好的避免這個缺陷對于應(yīng)用程序造成的負(fù)面影響。為此總的來說，筆者還是建議大家采用共享庫的方式來調(diào)用庫文件為好。特別是在設(shè)計一些大型的應(yīng)用程序或者可能有性能瓶頸的應(yīng)用程序時，采用共享庫會幫助系統(tǒng)管理員提升應(yīng)用程序的性能。
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