高级C/C++编译技术之读书笔记（五）之动态库版本控制

                                                                                    

　　最近有幸阅读了《高级C/C++编译技术》深受启发，该书深刻浅出地讲解了构建过程（编译、连接）中的各类细节，从多个角度展现了程序与库文件或代码的集成方法，提出了面向代码复用和系统集成的软件架构设计方法，以及系统开发过程当中疑难问题的解决方案。
　　如下将回头记录下其中的关键要点，以便后面查阅。

本节思惟导图

　　

1. 主次版本号与向后兼容性

　　并非全部代码改动都会对模块的功能产生影响，有些改动只是对原有代码进行一些细微的改进或错误修正，而其它一些改动则会修改原有的功能实现，在复杂的版本控制策略中，根据代码改动的重要性来肯定主次版本号变动，实现向后兼容性。

1.1 主版本号变动

　　通常来讲，若是动态库的代码变动对已有功能进行了修改，那么就须要增改主版本号

（1）对已提供的功能进行修改：删除某个以前已经支持的功能特性，对原有功能进行完全的修改等

（2）ABI变动致使没法连接动态库：删除功能与整个接口，修改对外提供的函数符号或者修改类的数据结构等

（3）完全从新设计整个程序或修改程序娥依赖项

1.2 次版本号变动

　　若是在动态库的代码修改过程当中，没有引入新功能也没有修改原有的逻辑，那么一般会增改次版本号，若代码修改后之修改了次版本号，客户二进制程序则不须要再从新编译和连接，在运行过程当中功能也彻底相同，新增的功能一般不会影响到原有的功能，而是在原有的基础上进行改进

　　ABI接口的变动也属于次版本号修改的范畴，在这种状况下一般是在原有的基础上增添了新的函数、常量、结构和类

1.3 修订版本号

　　主要的代码变动都在内部，不修改ABI接口和原有功能，这时一般会增改修订版本号

2. 软连接

2.1 软连接的做用

　　软连接是文件系统的中一种元素，存储了包含另外一个文件路径的字符串，实际上，咱们能够说软链接是指向一个已存在的文件，在大多数状况下，操做系统会将软连接看成其指向的文件进行处理

　　当提供了新版本的动态库时，只需将新版本的动态库文件复制到以前版本的目录下，而后将软连接指向修改到新版本的文件便可

　　$ ln - -f <new version of dynamic library file> <existing soname>

（1）不须要从新构建客户二进制程序

（2）不须要删除或覆盖当前版本的动态库文件，新旧文件能够同时存放在相同目录下

（3）能够简单优雅的实现实时配置客户二进制程序使用更新版本的动态库

（4）若是升级新版本动态库后出现问题，能够优雅地将客户二进制程序使用的动态库恢复到老版本

2.2 软连接的建立

建立：$ ln -s <file path> <softlink path>

重定向并指向其它文件

$ ln -s -f <another file> <existing softlink>

删除软链接

$ rm -rf <sofylink path>

3. soname

　　理论上小版本的增改不该产生任何大的问题，但若是是大版本号的增改，那么极有可能会产生问题，soname能够帮助咱们实现相似版本保护机制的功能

（1）经过在构建客户二进制程序过程当中使用动态库标示，就能够限制使用特定主版本号的动态库，装载器的设计很是智能，它可以识别出soname规定的能够升级和不能够升级的主版本号

（2）　soname可以忽略次版本号和修订版本号的细节，这样就能够在不考虑小版本修改的状况下直接升级了

3.1 将soname嵌入动态库文件

　　$ gcc -shared <list of linker inputs> -Wl,-soname,<soname> -o <library filename>

　　连接器会指定的soname串嵌入二进制文件的DT_SONAME字段中

$ gcc -fPIC -c main.c -o main.o

$ gcc -shared main.o -Wl,-soname libtest.so.1 -o libtest.so.1.0.0

　　readelf -d listtest.so.1.0.0

3.2 将soname嵌入客户二进制文件

$ ln -s libtest.so.1 libtest.so
$ gcc -fPIC -c main.c -o main.o
$ gcc -shared -L./ -ltest main.o out

　　当客户二进制文件连接动态库时，连接器首先获取动态库的soname信息，而后将其写入客户二进制文件的DT_NEEDED字段　　

　　经过这种方法，soname中的版本控制信息会同时存在于动态库和可执行二进制文件中，娥全部相关组件均可以使用同一版本控制规则（连接器、动态库文件、客户二进制文件和装载器）

　　不一样于库的文件名，任何人均可以简单地对其进行修改，而修改soname的值就不那么简单了，这是由于咱们不只须要对二进制文件进行修改，还有对全部相关的ELF格式文件中存储的信息进行修改

4. ldconfig

　　ldconfig -n <文件路径>能够显示全部依赖的动态库文件（文件名彻底按照库文件命名规则显示），解析每一个动态库文件的soname信息，并为每一个解析的soname建立相应的软连接

　　ldconfig是一个动态连接库管理命令，其目的为了让动态连接库为系统所共享。

4.1 ldconfig的主要用途

　　默认搜寻/lilb和/usr/lib，以及配置文件/etc/ld.so.conf内所列的目录下的库文件。

　　搜索出可共享的动态连接库，库文件的格式为：lib***.so.**，进而建立出动态装入程序(ld.so)所需的链接和缓存文件。

　　缓存文件默认为/etc/ld.so.cache，该文件保存已排好序的动态连接库名字列表。

　　ldconfig一般在系统启动时运行，而当用户安装了一个新的动态连接库时，就须要手工运行这个命令。

4.2 ldconfig命令参数说明：

一、 -v或--verbose:用此选项时,ldconfig将显示正在扫描的目录及搜索到的动态连接库,还有它所建立的链接的名字.

二、-n :用此选项时,ldconfig仅扫描命令行指定的目录,不扫描默认目录(/lib,/usr/lib),也不扫描配置文件/etc/ld.so.conf所列的目录.

三、-N :此选项指示ldconfig不重建缓存文件(/etc/ld.so.cache).若未用-X选项,ldconfig照常更新文件的链接.

四、-X : 此选项指示ldconfig不更新文件的链接.若未用-N选项,则缓存文件正常更新.

五、-f CONF : 此选项指定动态连接库的配置文件为CONF,系统默认为/etc/ld.so.conf.

六、-C CACHE :此选项指定生成的缓存文件为CACHE,系统默认的是/etc/ld.so.cache,此文件存放已排好序的可共享的动态连接库的列表.

七、-r ROOT :此选项改变应用程序的根目录为ROOT(是调用chroot函数实现的).选择此项时,系统默认的配置文件/etc/ld.so.conf,实际对应的为ROOT/etc/ld.so.conf.如用-r/usr/zzz时,打开配置文件/etc/ld.so.conf时,实际打开的是/usr/zzz/etc/ld.so.conf文件.用此选项,能够大大增长动态连接库管理的灵活性.

八、-l :一般状况下,ldconfig搜索动态连接库时将自动创建动态连接库的链接.选择此项时,将进入专家模式,须要手工设置链接.通常用户不用此项.

九、-p或--print-cache :此选项指示ldconfig打印出当前缓存文件所保存的全部共享库的名字.

十、-c FORMAT 或--format=FORMAT :此选项用于指定缓存文件所使用的格式,共有三种:ld(老格式),new(新格式)和compat(兼容格式,此为默认格式).

十一、-V : 此选项打印出ldconfig的版本信息,然后退出.

十二、- 或 --help 或--usage : 这三个选项做用相同,都是让ldconfig打印出其帮助信息,然后退出.、

4.3 ldconfig须要注意的地方

一、往/lib和/usr/lib里面加东西，是不用修改/etc/ld.so.conf文件的，可是添加完后须要调用下ldconfig，否则添加的library会找不到。

二、若是添加的library不在/lib和/usr/lib里面的话，就必定要修改/etc/ld.so.conf文件，往该文件追加library所在的路径，而后也须要从新调用下ldconfig命令。好比在安装MySQL的时候，其库文件/usr/local/mysql/lib，就须要追加到/etc/ld.so.conf文件中。命令以下：

# echo "/usr/local/mysql/lib" >> /etc/ld.so.conf

# ldconfig -v | grep mysql

三、若是添加的library不在/lib或/usr/lib下，可是却没有权限操做写/etc/ld.so.conf文件的话，这时就须要往export里写一个全局变量LD_LIBRARY_PATH，就能够了。