1.理解軟硬鏈接

軟鏈接和硬鏈接是在Linux系統(tǒng)中常見的文件鏈接方式。

軟鏈接（Symbolic Link）： 軟鏈接是一個指向目標文件或目錄的特殊文件，類似于Windows系統(tǒng)中的快捷方式。軟鏈接可以跨文件系統(tǒng)，可以鏈接到目錄，也可以鏈接到文件。軟鏈接的特點是：

1. 軟鏈接文件有自己的inode和文件名，但是數(shù)據(jù)塊內(nèi)容是指向目標文件的路徑。
2. 刪除軟鏈接不會影響目標文件。
3. 軟鏈接可以跨文件系統(tǒng)，即可以鏈接到不同的磁盤分區(qū)。

硬鏈接（Hard Link）： 硬鏈接是指多個文件名指向同一個inode，它們共享同一份數(shù)據(jù)塊內(nèi)容。硬鏈接的特點是：

1. 硬鏈接文件和目標文件具有相同的inode和數(shù)據(jù)塊內(nèi)容。
2. 刪除任意一個硬鏈接文件不會影響其他硬鏈接文件和目標文件。
3. 硬鏈接只能鏈接到文件，不能鏈接到目錄。
4. 硬鏈接不能跨文件系統(tǒng)，即只能在同一個磁盤分區(qū)內(nèi)創(chuàng)建。

1.1 操作觀察現(xiàn)象

指令ln -s

ln -s是Linux系統(tǒng)中的一個命令，用于創(chuàng)建軟鏈接（symbolic link）。軟鏈接是一種特殊的文件，它指向另一個文件或目錄。通過軟鏈接，可以在不改變原始文件或目錄位置的情況下，創(chuàng)建一個指向它的鏈接。

使用ln -s命令創(chuàng)建軟鏈接的語法如下：

ln -s <原始文件或目錄路徑> <鏈接文件路徑>

• 其中，<原始文件或目錄路徑>是要創(chuàng)建鏈接的文件或目錄的路徑，<鏈接文件路徑>是要創(chuàng)建的軟鏈接的路徑。
  例如，假設(shè)當前目錄下有一個文件file.txt，我們可以使用以下命令創(chuàng)建一個指向它的軟鏈接：
  ln -s file.txt link.txt
  這樣就創(chuàng)建了一個名為link.txt的軟鏈接，它指向file.txt文件。

需要注意的是，軟鏈接是一個指向原始文件或目錄的引用，而不是實際的文件或目錄本身。刪除軟鏈接不會影響原始文件或目錄，但刪除原始文件或目錄可能會導(dǎo)致軟鏈接失效。

指令ll -li

ll -li是一個Linux命令，用于顯示文件或目錄的詳細信息，并以inode號進行排序。下面是該命令的一些說明：

• ll是 “l(fā)s -l” 的簡寫，用于顯示文件和目錄的詳細信息。
• -li是兩個選項的組合，其中 -l表示以長格式顯示文件信息，包括文件權(quán)限、所有者、大小、修改日期等；而 -i表示顯示文件的inode號。

通過執(zhí)行 ll -li 命令，您將看到當前目錄下所有文件和目錄的詳細信息，并按照inode號進行排序。

軟鏈接

結(jié)論：軟鏈接本質(zhì)上就是一個文件，有獨立的inode

指令ln

在Linux系統(tǒng)中創(chuàng)建文件硬鏈接，可以通過ln命令來創(chuàng)建硬鏈接。ln命令的語法如下：

ln [選項] <源文件或目錄> <目標文件或目錄>

其中，源文件或目錄是要創(chuàng)建鏈接的文件或目錄的路徑，目標文件或目錄是要創(chuàng)建的鏈接的路徑。

創(chuàng)建硬鏈接的命令格式為：

ln <源文件> <目標文件>

例如，要在當前目錄下創(chuàng)建一個名為linkfile的硬鏈接，指向源文件sourcefile，可以使用以下命令：
ln sourcefile linkfile

注意，硬鏈接只能鏈接到同一個文件系統(tǒng)中的文件，且不能鏈接到目錄。

硬鏈接

我們創(chuàng)建了硬鏈接之后可以發(fā)現(xiàn)。前面的文件信息發(fā)生了一個微小的變化，也就是文件權(quán)限后面的數(shù)字由1變成了2，而硬鏈接新出現(xiàn)的文件其初始數(shù)字就是2，這個數(shù)字從來沒有講述過

我們查看一下inode也可以發(fā)現(xiàn)，新出現(xiàn)的文件與舊文件inode竟然是一樣的！

結(jié)論：硬鏈接本質(zhì)不是一個獨立的文件，因為它的inode編號和目標文件相同

1.2 軟硬鏈接的原理

測試硬鏈接

• 我們將硬鏈接的目標文件寫入點數(shù)據(jù)
  

可以看到我們修改目標文件的同時，硬鏈接生成的文件也會發(fā)生變化，其大小與目標文件同樣是12，且修改時間相同，inode也沒有改變

• 我們刪除目標文件
  

可以看到，我們的硬鏈接產(chǎn)生的文件并沒有什么變化，我們查看其文件數(shù)據(jù)可以清楚的看到，這個數(shù)據(jù)就是我們當初輸入到目標文件的數(shù)據(jù)，這是什么情況？

其實也可以理解，其inode和目標文件是一摸一樣的，也就是說他們對應(yīng)的都是同一個文件，我們硬鏈接的工作特別像給目標文件進行一個重命名，并且源文件不改變。

硬鏈接的本質(zhì)：一定沒有新建文件，因為沒有新的inode，只是新建了一個文件名，與目標文件inode相同的映射關(guān)系。

這個時候我們再看當初的這個2

其實這就是一個硬鏈接數(shù)，表明有多少個硬鏈接,表明了有多少個文件名與這一塊數(shù)據(jù)有相同的映射關(guān)系，同時也叫引用計數(shù)

同時可以看到，硬鏈接就是建立了一個映射關(guān)系同時對引用計數(shù)++即可。

我們刪掉文件后可以看到，引用計數(shù)從2變成了1

測試軟鏈接

軟鏈接創(chuàng)建的文件有獨立的inode，有獨立的inode那么就有獨立的屬性以及獨立的數(shù)據(jù)內(nèi)容。

軟鏈接本質(zhì)就是一個獨立文件，軟鏈接內(nèi)容里面放的目標文件的路徑！

軟鏈接就相當于我們Windows里面的快捷方式，其存儲的就是其可執(zhí)行程序的路徑

1.3 軟硬鏈接的應(yīng)用場景

1.3.1軟鏈接

• 我們創(chuàng)建一系列文件并輸入內(nèi)容給test.c

#include<stdio.h>
int main()
{
  printf("hello world\n");
  return 0;
}

• 將文件編譯，并把可執(zhí)行文件移動到bin目錄下

• 我們想訪問這個可執(zhí)行文件就只能訪問絕對路徑訪問

• 我們還可以采用軟鏈接的方式訪問到這個可執(zhí)行文件

我們就可以使用軟鏈接的方式，在當前目錄創(chuàng)建一個軟鏈接的文件，這樣就可以直接訪問到深路徑的文件，我們使用起來就更加方便

我們也可以采用硬鏈接的方式來達到訪問深路徑的文件

軟鏈接使用起來還是更加方便一些，一般推薦軟鏈接

系統(tǒng)有很多的軟鏈接

ls -l /lib64/

1.3.2 硬鏈接

• 我們創(chuàng)建一個普通文件以及一個目錄
  

可以發(fā)現(xiàn)普通文件的硬鏈接數(shù)是1，而目錄一創(chuàng)建出來硬鏈接數(shù)就是2。

• 我們進入empty目錄下

我們可以看到empty目錄下有隱藏的點文件，我們之前講過，這個就是指的當前目錄，它的inode與empty目錄的inode是一模一樣的，而它就是除了empty外另一個硬鏈接。

• 我們進入empty目錄下再創(chuàng)建一個a目錄

這里可以看到我們的empty目錄的硬鏈接數(shù)變成了3，這就是因為我們empty目錄里的a目錄里有一個自帶的點點文件，這代表的是上級目錄，它就是第三個empty目錄的硬鏈接

由此得知：一個目錄下有多少個子目錄：硬鏈接數(shù)-2即可計算得到

注意：Linux中不允許給目錄建立硬鏈接，但是可以建立軟鏈接

2.動靜態(tài)庫

• 靜態(tài)庫（.a）：程序在編譯鏈接的時候把庫的代碼鏈接到可執(zhí)行文件中。程序運行的時候?qū)⒉辉傩枰o態(tài)庫

• 動態(tài)庫（.so）：程序在運行的時候才去鏈接動態(tài)庫的代碼，多個程序共享使用庫的代碼。

• 一個與動態(tài)庫鏈接的可執(zhí)行文件僅僅包含它用到的函數(shù)入口地址的一個表，而不是外部函數(shù)所在目標文件的整個機器碼

• 在可執(zhí)行文件開始運行以前，外部函數(shù)的機器碼由操作系統(tǒng)從磁盤上的該動態(tài)庫中復(fù)制到內(nèi)存中，這個過程稱為動態(tài)鏈接（dynamic linking）

• 動態(tài)庫可以在多個程序間共享，所以動態(tài)鏈接使得可執(zhí)行文件更小，節(jié)省了磁盤空間。操作系統(tǒng)采用虛擬內(nèi)存機制允許物理內(nèi)存中的一份動態(tài)庫被要用到該庫的所有進程共用，節(jié)省了內(nèi)存和磁盤空間。

我們是很經(jīng)常使用庫的，我們創(chuàng)建一個普通C文件，并編寫簡單代碼

這里就是利用了C語言的庫的，之前進行簡單的講解過，這是C語言的動態(tài)庫

關(guān)于庫我們有過一定的使用經(jīng)驗
庫分為靜態(tài)庫以及動態(tài)庫-----大部分的系統(tǒng)默認安裝的是動態(tài)庫，云服務(wù)器是靜態(tài)庫–(C標準庫)默認是沒有安裝的
默認編譯程序，用的是動態(tài)鏈接的，如果要靜態(tài)要加-static

庫的真實名字：lib. XXXX -a/so 去掉前綴以及后綴

2.1 動靜態(tài)庫的制作和使用

一般我們的程序執(zhí)行會經(jīng)歷幾個階段

1. a.h + a.c ---> a.o
2. b.h + b.c ---> b.o
3. c.h + c.c ---> c.o
4. d.h + d.c ---> d.o
5. 再結(jié)合libc.so/libc.a
6. 最后main.c ------>main.o

庫則是不提供.c文件

1. a.h + a.o
2. b.h + b.o
3. c.h + c.o
4. d.h + d.o

你只需要將main.c ------>main.o
注：這里的a、b、c、d只是概念文件

所謂的庫就是將所有的.o文件用特定的方式，進行打包，形成一個文件

庫的存在的意義：

1. 提高開發(fā)效率
2. 隱藏源代碼

準備工作

在了解庫的使用原理后我們來模擬實現(xiàn)一個

1. 創(chuàng)建五個文件
   
2. 編寫文件

add.c

#include "add.h"
int add(int a, int b)
{
  return a + b;
}

add.h

#ifndef __ADD_H__
#define __ADD_H__ 
int add(int a, int b); 
#endif // __ADD_H__

sub.h

#ifndef __SUB_H__
#define __SUB_H__ 
int sub(int a, int b); 
#endif // __SUB_H

sub.c

#include "add.h"
int sub(int a, int b)
{
  return a - b;
}

main.c

#include <stdio.h>
#include "add.h"
#include "sub.h"
 
int main()
{
  int a = 10;
  int b = 20;
  printf("add(%d, %d)=%d\n", a, b, add(a, b));
  a = 100;
  b = 20;
  printf("sub(%d,%d)=%d\n", a, b, sub(a, b));
}

生成.o文件

生成靜態(tài)庫

指令ar -rc

ar -rc是一個用于創(chuàng)建或更新靜態(tài)庫的命令。它是GNU工具鏈中的一個工具，用于將一組目標文件打包成一個靜態(tài)庫文件。下面是ar -rc命令的一些常見用法：

• 創(chuàng)建靜態(tài)庫：可以使用ar -rc命令將多個目標文件打包成一個靜態(tài)庫文件。例如，要將文件1.o、文件2.o和文件3.o打包成一個名為libexample.a的靜態(tài)庫，可以執(zhí)行以下命令：

ar -rc libexample.a 1.o 2.o 3.o

• 更新靜態(tài)庫：如果已經(jīng)存在一個靜態(tài)庫文件，可以使用ar -rc命令向其中添加新的目標文件或替換已有的目標文件。例如，要向名為libexample.a的靜態(tài)庫中添加一個新的目標文件file.o，可以執(zhí)行以下命令：

ar -rc libexample.a file.o

• 替換靜態(tài)庫中的目標文件：如果要替換靜態(tài)庫中已有的目標文件，可以使用ar -rc命令指定相同的目標文件名。例如，要替換名為libexample.a的靜態(tài)庫中的目標文件file.o，可以執(zhí)行以下命令：

ar -rc libexample.a file.o

• 查看靜態(tài)庫內(nèi)容：可以使用ar -t命令來查看靜態(tài)庫中包含的目標文件列表。例如，要查看名為libexample.a的靜態(tài)庫中包含的目標文件列表，可以執(zhí)行以下命令：

ar -t libexample.a

輸入指令ar -rc libmymath.a add.o sub.o生成靜態(tài)庫
查看靜態(tài)庫中的目錄列表 ar -tv libmymath.a
t:列出靜態(tài)庫中的文件
v:verbose 詳細信息

所以庫的本質(zhì)就是把一堆.o打包形成一個文件，然后通過頭文件來調(diào)用庫。注意，庫中不能包含main函數(shù)。

編譯一下，即可運行

gcc （要形成的可執(zhí)行文件名） main.c（所依賴的文件） -L .（-L + 路徑表示myc這個庫在哪個路徑下）-lmymath（指明要鏈接mymath這個靜態(tài)庫）

生成動態(tài)庫

fPIC：產(chǎn)生位置無關(guān)碼，在將.c或者.cpp形成.o文件時，需要加上-fPIC。要形成動態(tài)庫必須加上-fPIC。

形成動態(tài)庫不需要用到其它指令，gcc編譯器就可以形成動態(tài)庫，只不過要加上-shared命令。

gcc -shared -o libmymath.so（名字，真正的庫名要去掉lib和.so）sub.o add.o （所依賴的.o文件）

直接使用我們的這個動態(tài)庫,那么就同樣要告訴編譯器我們庫的名字和所在的路徑（參考上面靜態(tài)庫路徑的寫法）。

2.2 將自己的庫打包給別人

假設(shè)在我當前目錄下有l(wèi)ibmymath.so動態(tài)庫，add.h，sub.h兩個頭文件，如果我想將這三個文件一起交給別人，就可以把它們打包一起放在一個目錄下，一起壓縮完再交給別人。

Makefile

 1 libmymath.so:add.o sub.o
  2     gcc -shared -o $@ $^
  3 .o:.c
  4     gcc -shared -c $<
  5 #add.o:add.c
  6 #   gcc -c -fPIC $< -o $@
  7 #sub.o:sub.c
  8 #   gcc -c -fPIC $< -o $@
  9 .PHONY:clean
 10 clean:
 11   rm -f *.o libmymath.so
 12 
 13 .PHONY:output                                                                                                                                                                           
 14 output:
 15         mkdir -p ./user/mylib/
 16         mkdir -p ./user/Headfile/
 17         cp -rf libmymath.so ./user/mylib/
 18         cp -rf add.h sub.h ./user/Headfile/
 19         tar -czf user.tgz user

user目錄是通過user.tgz解壓得到的，下面是user目錄下的文件：

將兩個頭文件拷貝到usr/include目錄下（編譯器默認會到include目錄下去尋找頭文件），將庫文件拷貝到usr/lib目錄下，編譯時指定庫鏈接，就能夠運行了。
文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-850082.html

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