网页制作工具的选择与网站整体风格没有关系濮阳市城乡一体化示范区

动态库加载的底层原理

1. 动态库加载策略

动态库有两种绑定策略，延迟绑定（Lazy Binding）和立即绑定（Eager Binding）。这两种绑定方式在程序编译时确定，决定程序在运行时如何加载动态库。

1.1 延迟绑定

延迟绑定为程序运行过程中，首次调用库函数时再解析符号，进行动态库加载。延迟绑定是 gcc 的默认动态库绑定策略：

gcc -o main main.c -Wl,-z,lazy

-Wl 表示将选项传递给链接器，-z,lazy 表示选择延迟绑定策略。

1.2 立即绑定

立即绑定为在程序启动时，完成所有符号解析，即在程序启动时加载动态库。

gcc -o main main.c -Wl,-z,now

-Wl 表示将选项传递给链接器，-z,now 表示选择立即绑定策略。

1.3 绑定选择策略

立即绑定更适合在程序处于调试阶段中使用，立即绑定在程序启动时对所有符号解析，可以快速检查出库和符号错误，即时修改 BUG。由于一个程序不一定会用到其包含的所有动态库，如果 release 程序也使用立即绑定，程序的启动速度可能就会很慢。所以会使用延迟绑定让库按需加载来提升程序运行速度。

2. 动态库的底层

当进程被加载到内存时，其依赖的动态库并不会立即加载进内存，而是由操作系统的动态链接器（如 Linux 下的 ld.so）按需加载。当进程首次调用动态库中的函数或访问其中的符号时，动态链接器会将动态库映射到进程的虚拟地址空间中。动态库的加载主要通过内存映射（mmap）机制实现，这样可以在需要时加载动态库的内容，节省内存资源。

在进程的虚拟地址空间中，动态库的代码和数据被映射到特定区域。动态库的代码段通常是只读且可执行的，因此多个进程可以共享相同的物理内存页。而数据段则是私有的，每个进程有自己独立的数据副本。相比之下，静态库在编译时被直接链接进可执行文件，成为程序代码的一部分，加载时与程序一起进入内存。

当其他进程需要使用已加载的动态库时，操作系统会通过内存映射技术共享动态库的物理页，避免重复加载。内核在映射动态库时会检测是否已有相同的文件映射，若存在，则直接共享已加载的物理页，进一步优化内存使用。

由于动态库可以被加载到虚拟地址空间的任意位置，为了保证代码的可执行性，动态库通常被编译为位置无关代码（PIC，Position Independent Code）。这样，无论动态库被加载到虚拟地址空间的哪个位置，都能正确访问其内部的函数和数据。

PIC 通过相对寻址方式访问数据和函数，主要依赖全局偏移表（GOT，Global Offset Table）和过程链接表（PLT，Procedure Linkage Table）来实现符号解析和函数调用。