“静态链接”和“动态链接”是什么意思？

Question

我经常听到术语“静态链接”和“动态链接”，通常是指用 C 、 C++ 或 C# 编写的代码。它们是什么，它们到底在说什么，它们在连接什么？

原文由 UnkwnTech 发布，翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议

Answer 1

从源代码（你写的）到可执行代码（你运行的）有两个阶段（在大多数情况下，不考虑解释代码）。

第一个是将源代码转换为目标模块的编译。

第二个，链接，是将对象模块组合在一起以形成可执行文件。

区别在于，允许第三方库包含在您的可执行文件中，而您不会看到它们的源代码（例如用于数据库访问、网络通信和图形用户界面的库），或者用于编译不同语言的代码（例如 C 和汇编代码），然后将它们链接在一起。

当您将文件 静态 链接到可执行文件时，该文件的内容将包含在链接时。换句话说，文件的内容被物理插入到您将运行的可执行文件中。

当您 动态 链接时，指向正在链接的文件的指针（例如文件的文件名）包含在可执行文件中，并且在链接时不包含所述文件的内容。只有当您稍后 运行 可执行文件时，才会购买这些动态链接的文件，并且它们只被购买到可执行文件的内存副本中，而不是磁盘上的那个。

它基本上是一种延迟链接的方法。还有一种 更 延迟的方法（在某些系统上称为后期绑定），在您实际尝试调用其中的函数之前，它不会引入动态链接文件。

静态链接的文件在链接时被“锁定”到可执行文件，因此它们永远不会改变。可执行文件引用的动态链接文件只需替换磁盘上的文件即可更改。

这允许更新功能而无需重新链接代码；每次运行时加载程序都会重新链接。

这既好又坏 - 一方面，它允许更轻松的更新和错误修复，另一方面，如果更新不兼容，它可能导致程序停止工作 - 这有时是某些人可怕的“DLL地狱”的原因提到如果您将动态链接库替换为不兼容的库，则应用程序可能会被破坏（顺便说一句，这样做的开发人员应该期望受到追捕和严厉惩罚）。

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作为一个 _例子_，让我们看看用户编译他们的 main.c 文件以进行静态和动态链接的情况。

 Phase     Static                    Dynamic
--------  ----------------------    ------------------------
          +---------+               +---------+
          | main.c  |               | main.c  |
          +---------+               +---------+
Compile........|.........................|...................
          +---------+ +---------+   +---------+ +--------+
          | main.o  | | crtlib  |   | main.o  | | crtimp |
          +---------+ +---------+   +---------+ +--------+
Link...........|..........|..............|...........|.......
               |          |              +-----------+
               |          |              |
          +---------+     |         +---------+ +--------+
          |  main   |-----+         |  main   | | crtdll |
          +---------+               +---------+ +--------+
Load/Run.......|.........................|..........|........
          +---------+               +---------+     |
          | main in |               | main in |-----+
          | memory  |               | memory  |
          +---------+               +---------+

您可以在静态情况下看到主程序和 C 运行时库在链接时（由开发人员）链接在一起。由于用户通常无法重新链接可执行文件，因此他们被库的行为所困扰。

在动态情况下，主程序与 C 运行时导入库链接（它声明了动态库中的内容，但实际上并未 定义 它）。即使缺少实际代码，这也允许链接器进行链接。

然后，在运行时，操作系统加载程序将主程序与 C 运行时 DLL（动态链接库或共享库或其他命名法）进行后期链接。

C 运行时的所有者可以随时插入新的 DLL 以提供更新或错误修复。如前所述，这既有优点也有缺点。

原文由 paxdiablo 发布，翻译遵循 CC BY-SA 3.0 许可协议

Answer 2

因为上述帖子都没有 真正展示如何 静态链接某些东西并看到你做对了，所以我将解决这个问题：

一个简单的C程序

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("This is a string\n");
    return 0;
}

动态链接C程序

gcc simpleprog.c -o simpleprog

并在二进制文件上运行 file ：

 file simpleprog

这将表明它是动态链接的，如下所示：

 simpleprog: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked (uses shared libs), for GNU/Linux 2.6.26, BuildID[sha1]=0xf715572611a8b04f686809d90d1c0d75c6028f0f, not stripped

这次让我们静态链接程序：

 gcc simpleprog.c -static -o simpleprog

在这个静态链接的二进制文件上运行文件将显示：

 file simpleprog

现在结果将是

simpleprog: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (GNU/Linux), statically linked, for GNU/Linux 2.6.26, BuildID[sha1]=0x8c0b12250801c5a7c7434647b7dc65a644d6132b, not stripped

你可以看到它是愉快地静态链接的。但遗憾的是，并非所有库都可以简单地以这种方式静态链接，并且可能需要使用 libtool 或手动链接目标代码和 C 库进行扩展。

幸运的是，许多嵌入式 C 库，如 musl 为几乎所有（ _如果不是全部_）库提供静态链接选项。

现在 strace 您创建的二进制文件，您可以看到在程序开始之前没有访问任何库：

 strace ./simpleprog

现在对比一下动态链接程序上 strace 的输出，你会发现静态链接版本的strace要短得多！

原文由 user4832408 发布，翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议