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一.概述

1.定义

ABI（Application Binary Interface，应用二进制接口）和 API（Application Programming Interface，应用程序接口）是软件工程中两个核心概念，本质区别在于作用层级与交互对象。

二.关键区别详解

1.作用层级不同

2.变更影响对比

（1）API 变更示例：

// v1.0 API

void process_data(int input);

// v2.0 API (变更参数类型)

void process_data(float input);  // 重新编译即可适配

→ 只需修改调用方代码并重新编译。

（2）ABI 变更示例：

修改结构体字段顺序（影响内存布局）：

// v1.0 ABI

struct Point { int x; int y; };  // 内存: [x][y]

// v2.0 ABI (字段顺序变化)

struct Point { int y; int x; };  // 内存: [y][x]

→ 旧版二进制库调用新版结构体将内存解释错误，必须重新编译所有依赖模块。

三.技术要素对比

1.API 包含的要素

函数/方法名称（如 open()）

参数类型与顺序（如 int open(const char *path, int flags)）

返回值类型（如 ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count)）

错误处理约定（如返回 -1 表示错误）

2.ABI 包含的要素

（1）调用约定（Calling Convention）

参数传递顺序（寄存器 vs 栈）

返回值存储位置（如 x86: eax；ARM: r0）

栈清理责任方（调用者清理 vs 被调用者清理）

assembly：

; x86_64 System V ABI 示例 (Linux)

; 参数顺序: rdi, rsi, rdx, rcx, r8, r9 → 栈

mov rdi, 123    ; 第一个参数

call function   ; 调用函数

（2）数据表示规范

数据类型大小（如 long 在 Linux x86_64 = 8字节）

结构体/联合体的内存对齐（如 struct { char c; int i; } 对齐到4字节）

字节序（大端/小端）

（3）系统调用机制

系统调用号（如 x86: sys_open 对应 0x05）

陷入内核的方式（如 int 0x80 / syscall）

（4）异常处理

栈回溯格式（DWARF调试信息）

信号处理帧（Signal Frame）结构

四.实际场景示例

1.场景1：Linux 动态库兼容性

API 兼容：

libcurl.so.4 → libcurl.so.5 的函数签名不变，仅内部优化 → 无需重编译应用程序。

ABI 破坏：

libpython3.8.so → libpython3.9.so 修改了 PyObject 结构布局 → Python 3.8 编译的C扩展无法加载到3.9环境。

2.场景2：跨平台开发

API 一致：

使用POSIX API（如 pthread_create）可在Linux/macOS源码级兼容。

ABI 差异：

相同源码在Linux（System V ABI）和Windows（Microsoft ABI）编译后二进制不兼容：

五.总结

1.核心区别与关联

2.关键结论：

API 是开发者之间的契约 → 解决“如何正确调用功能”

ABI 是机器之间的契约 → 解决“如何正确执行指令”

稳定性要求：API 可迭代演进，ABI 必须严格保持兼容，否则引发“DLL Hell”等问题。