静态链接与动态链接：区别是什么？

静态链接与动态链接：区别是什么？

在程序开发中，静态链接和动态链接是两种重要的链接方式，它们在程序的编译、加载和运行过程中扮演着关键角色。本文将详细介绍这两种链接方式的区别、优缺点以及如何根据项目需求做出选择。

一个项目的典型生命周期是什么？

为了使连接有意义，让我们首先看一下成功运行一个项目所涉及的阶段。

要建立一个应用程序或程序，你首先要从一个文本文件开始，用你选择的任何代码编辑器编写源代码。通常，你想把它与其他外部库或程序结合起来，以使其具有功能性和可执行性，而不需要依靠外部的consutlants来记录这个过程。

因此，你的程序需要向操作系统发送一连串的步骤，以执行所需的动作。为了实现这一点，你的程序库的源代码需要转换为机器（二进制对象）代码，以便操作系统能够读取它并将其加载到可执行文件中。

一个程序的制作通常有三个阶段 - 编译、加载和运行时间。

编译是将你的应用程序/程序库的源代码（文本文件）翻译成机器代码的过程，以便操作系统能够理解执行所需的指令。

加载是程序生命周期的下一个阶段，当程序被转移到执行文件（操作系统的内存）时。

程序生命周期的最后阶段是运行时间。这时，加载的指令被执行，程序中列出的所有任务被完成。在这一点上，任何被要求的IO操作，如调出图形元素或向API发送数据都会发生。此外，这也是检测编程错误并在必要时进行处理的阶段。最后，一旦所有指令被处理完毕，任务完成，程序就会正常退出，从而结束其生命周期。

链接可以发生在每一个阶段，而且是必要的，以便使你成功执行所需的其他程序库与你编写的程序库结合起来。它是收集多个机器（对象）文件以创建一个可执行文件的过程。

静态链接与动态链接：定义和主要区别

静态链接是指通过链接器将你程序中所有必要的库直接复制到可执行文件中。它发生在编译阶段的最后。

动态链接是指在运行期间按名称将库复制到可执行文件中的过程。这意味着操作系统只在程序运行时将必要的文件（共享库）加载到内存中。

速度

当使用静态链接方法时，你使用静态链接的库，而不是共享库（动态）。静态链接库的加载速度要快得多，而且更具可移植性，因为它们被链接器复制在内存中，不需要在运行时出现。然而，对于动态链接库，只是将其名称存储在内存中，链接过程在运行时发生，同时加载内存和共享库文件。

兼容性

有了静态链接，如果任何程序库发生变化，就不会有兼容性问题。原因是所有的代码都位于一个可执行模块中。使用动态链接，如果一个库需要更新，它就不再与其他库兼容，所有的应用程序可能需要重新加工/调整，以使程序能够运行。

外部图书馆

如果静态链接程序中的任何外部库发生变化，这不会影响可执行文件。除非它被完全重新编译并从头开始链接。因此，如果你想让程序承认这些变化，你需要从头开始重新设置它。

然而，通过动态链接，如果任何一个共享库发生变化，你只需要 "修复 "其中一个，所以不需要重新编译整个程序。

记忆

静态链接文件的大小较大，因为每个外部程序都被转换为可执行文件，因此每个文件都占用了操作系统的内存。

然而，动态链接程序占用的磁盘空间较少，因为在可执行文件中只保存一份共享库。

计划阶段

静态链接发生在编译阶段的最后，由称为链接器的程序执行，而它的对应部分则发生在运行时，由操作系统执行。

静态链接：优点和缺点

静态链接的优点

• 更快的执行时间--由于所有模块都被编译成一个可执行文件，程序可以更快地执行。
• 改进内存管理--由于所有的模块都是直接连接在一起的，所以静态连接可以实现更好的内存管理。
• 更容易理解和实施--静态链接的编译过程比动态链接简单，因为它涉及的步骤更少。
• 对程序结构有更大的控制权--开发人员在使用静态链接时对程序的结构有更大的控制权，因为他们可以选择包括和排除哪些模块。
• 减少开销--静态链接有助于减少运行程序所需的资源量，因为所有的库都已经链接在一起。
• 防止代码重复- 静态链接确保代码不在程序之间重复，从而更有效地利用系统资源。

静态链接的缺点

• 更难调试和排除故障--因为模块在运行前已经被连接在一起，所以可能很难调试或排除可能发生的任何错误。
• 库之间的兼容性有限--由于编译后的程序结构固定，由于不兼容，使用各种库会很困难。
• 与动态链接相比，安全性降低--静态链接更容易被恶意利用，因为所有的组件必须一次性加载，在运行时没有任何额外的加载时间。
• 不能在运行时改变--因为所有模块都被编译成一个可执行文件，所以不能在运行时改变。
• 与某些库不兼容- 由于其固定的结构，静态链接程序可能不支持较新的库或同一库的不同版本之间的不兼容。
• 难以维护--随着新版本的库或组件的发布，在静态链接的程序中跟踪哪些部分需要更新是很困难的。

动态链接：优点和缺点

动态链接的优点

• 更快的加载时间--组件只有在需要时才会被加载，而不是在前期。
• 提高可扩展性--由于模块是按需加载的，动态链接为扩展程序以适应不同的硬件或操作系统提供了一种简单而有效的方法。
• 更容易维护--通过动态链接，修改代码只需要更新个别组件，而不必重新编译整个程序。
• 代码分离--动态链接的组件可以由不同的团队独立开发和维护。
• 更好的可移植性--使用动态连接的程序可以很容易地移植到其他平台。
• 减少内存需求- 由于模块在使用它们的不同程序之间共享，因此需要的内存资源密集度较低。

动态链接的缺点

• 脆弱性--由于动态链接的模块化性质，对主程序的任何改变都可能导致组件不能正确加载或使用不兼容的库。
• 安全风险- 当依赖外部库时，恶意代码被注入系统的风险增加。
• 依赖性问题--当链接因缺少或过时的依赖性而中断时，会导致在运行时的执行问题。
• 性能降低--如果在执行时间内动态链接库被调用超过一次，某些进程可能需要更长的时间。
• 不可靠的版本- 使用第三方库意味着无法控制其稳定性和准确性，因此任何变化都可能影响你的代码输出的正确性。
• 不兼 容的格式 -不同平台之间的兼容性问题会导致在它们之间传输信息时出现困难，或因架构或操作系统版本的差异而导致调试问题。

静态链接与动态链接：如何在两者之间做出选择

虽然这两种链接方法都为开发者提供了不同的优势，但它们也有各自的局限性--使开发者难以决定哪种方法最适合他们的项目。

静态链接通常更容易理解和实现，因为它涉及到将代码直接编译成一个可执行文件。这允许更有效的执行时间和改进的内存管理，因为所有的模块都直接链接在一起，在运行时没有任何额外的加载时间。然而，这种方法也使开发人员在出现错误时更难调试程序，因为模块在运行时间之前 已经被链接在一起。

在调试方面，动态连接提供了更多的灵活性，因为单个库或模块可以在应用程序运行前单独加载到内存中。这有助于隔离错误，因为每个模块都是单独加载的，而且由于增加了代码的可视性，调试变得更加容易。此外，动态链接往往比静态链接更安全，因为只有那些必要的组件在运行时被加载，使得它不容易被恶意利用。

归根结底，在静态链接和动态链接之间的选择要归结为了解你作为一个开发者的需求。如果你需要更高的安全性或需要增加调试能力，那么动态链接可能是更好的选择；然而，如果速度或效率是优先考虑的，那么静态链接可能更适合。在决定哪种方法最适合你的特定项目之前，权衡每一个方面是很重要的，因为这两种方法都有自己独特的优势--所以在做决定之前要确保你清楚地了解你的需求。