为什么 C++ 链接器在构建过程中需要库文件，即使我是动态链接的？

Question

我有一个 C++ 可执行文件，并且我正在动态链接多个库（Boost、Xerces-c 和自定义库）。

我明白为什么我需要 .lib/.a 文件，如果我选择静态链接这些库（ 相关的 SO 问题在这里）。 但是，如果我动态链接到这些外部库，为什么在链接我的可执行文件时需要提供相应的 .lib/.so 库文件？

Answer 1

编译器不知道动态链接，它只知道函数通过其原型存在。 链接器需要 lib 文件来解析符号。 DLL 的 lib 包含附加信息，例如函数所在的 DLL 以及它们如何导出（按名称、按序数等）。 DLL 的 lib 文件比包含完整目标代码的 lib 文件包含的信息少得多 - libcmmt我系统上的 .lib 是 19.2 MB，但 msvcrt.lib 是“仅”2.6 MB。

请注意，此编译/链接模型此时已有近 40 年的历史，并且早于大多数平台上的动态链接。 如果它是今天设计的，动态链接将是一等公民（例如，在 .NET 中，每个程序集都有丰富的元数据来准确描述它导出的内容，因此您不需要单独的头文件和库。）

Answer 2

Raymond Chen 写了几篇关于此特定于 Windows 的博客条目。 从 链接的经典模型开始，然后跟进为什么我们仍然有导入库？ .

总而言之，历史将编译器定义为知道详细类型信息的组件，而链接器只知道符号名称。 所以链接器最终创建了没有类型信息的 .DLL，因此想要链接它的程序需要某种元数据来告诉它函数是如何导出的，以及它们采用和返回的参数类型。

.DLL 没有您需要直接链接到它们的所有信息的原因是历史性的，而不是技术限制。

Answer 3

一方面，链接器会插入链接时存在的库版本，这样如果库版本更新，您的程序就有机会运行。 一个系统上可以存在多个版本的共享库。

Answer 4

链接器的任务是验证所有未定义的符号是否都被考虑在内，无论是静态内容还是动态内容。

默认情况下，它坚持所有符号都存在。

但是，这只是默认设置。 请参阅 -z 和 --allow-shlib-undefined 以及朋友。

Answer 5

也许这个动态链接是通过导入库完成的（函数在定义之前有 __declspec(dllimport)）。
如果这是编译器预期的方式，则声明了 __imp_symbol 函数，该函数负责将调用转发到动态加载的正确库。
这些函数是在符号与 __declspec(dllimport) 关键字链接期间生成的

Answer 6

这是一个非常简单的描述，可能会有所帮助。 静态链接将运行程序所需的所有代码放入可执行文件中，以便找到所有内容。 动态链接意味着某些必需的代码不会放入可执行文件中，而是会在运行时找到。 我在哪里可以找到它？ 有函数 x() 吗？ 如何调用函数 x()？ 这就是库在动态链接时告诉链接器的内容。