Linux如何解决动态库的版本控制

(换句话说,soname不是真实存在的文件,只是在此库中和将来调用此库的文件中保存的一个名字,在加载时去找这个名字,使用时创建一个软连接来指向真实文件,这样真实文件的版本号就可以升级了)

Linux 系统,也同样面临和Window一样的问题,如何控制动态库的多个版本问题。Window之前没有处理好,为此专门有个名词来形容这个问题 “Dll hell”,其严重影响软件的升级和维护。 Dll hell 是指windows 上动态库新版本覆盖旧版本,但是却不兼容老版本。常常发生在程序升级之后,动态库更新,原有程序运行不起来;或者装新软件,但是已有的软件运行不起来。 同样Linux操作系统,也有同样的问题,那么它是怎么解决的呢?

Linux 为解决这个问题,引入了一套机制,如果遵守这个机制来做,就可以避免这个问题。 但是这只事一个约定,不是强制的。但是建议遵守这个约定,否则同样也会出现 Linux 版的Dll hell 问题。 下面来介绍一个这个机制。 这个机制是通过文件名,来控制dll (shared library) 的版本。

Linux 上的Dll ,叫shared library,其有三个名字,分别有不同的目的。

第一个是共享库本身的文件名(real name),其通常包含版本号,常常是是这样: libmath.so.1.1.1234 。 lib是Linux 上的库的约定前缀,math 是共享库名字,so 是共享库的后缀名,1.1.1234的是共享库的版本号,其主版本号+小版本号+build号。主版本号,代表当前动态库的版本,如果动态库的接口有变化,那么这个版本号就要加1;后面的两个版本号(小版本号 和 build 号)是告诉你详细的信息,比如为一个hot-fix 而生成的一个版本,其小版本号加1,build号也应有变化。 这个文件名包含共享库的代码。

第二个是动态库的soname( Short for shared object name),其是应用程序加载dll 时候,其寻找共享库用的文件名。其格式为

lib + math+.so + ( major version number)

其只包含major version number,换句话说,也就是只要其接口没有变,应用程序都可以用,不管你其后minor build version or build version。

问题来了,程序运行时怎么通过soname 找个real name? Soname 存在哪里?如果与real name 关联起来?什么时候存的?

这就是接下来要介绍的第三个共享库的名字,link name,顾名思义,就是在编译过程,link 阶段用的文件名。 其将sonmae 和real name 关联起来。

第三个名字,共享库的连接名(link name),是专门为build 阶段连接而用的名字。这个名字就是lib + math +.so ,比如libmath.so。其是不带任何版本信息的。在共享库编译过程中,连接(link) 阶段,编译器将生成一个共享库及real name,同时将共享库的soname,写在共享库文件里的文件头里面。可以用命令 readelf -d sharelibrary 去查看。

在应用程序引用共享库时,其会用到共享库的link name。在应用程序的link阶段,其通过link名字找到动态库,并且把共享库的soname 提取出来,写在自己的共享库的头文件里面。当应用程序加载时就会通过soname 去给定的路径下寻找该共享库。

下面通过这个代码来说明一下系统是如何做的,并且介绍系统的一些设施和工具:

代码:        

1. File libhello.c
/* hello.c - demonstrate library use. */
#include <stdio.h>
void hello(void)
{ printf("Hello, library world./n");}
2. File libhello.h
/* libhello.h - demonstrate library use. */
void hello(void);
3. File main.c
/* main.c -- demonstrate direct use of the "hello" routine */
#include "hello.h"
int main(void)
{
hello();
return 0;
}
1.生成共享库,关联real name 和soname 。

gcc -g -Wall -fPIC -c hello.c -o hello.o

gcc -shared -W,soname,-libhello.so.0 -o libhello.so.0.0.0 hello.o

将会生成共享库libhello.so.0.0.0.

可以用系统提供的工具查看共享库的头:

readelf -d libhello.so.0.0.0 | grep libhello

ox00000000000e(SONAME)    library soname: [libhello.so.0]

2.应用程序,引用共享库。

先手动生成link 名字,以被后面的程序链接时用

ln -s libhello.so.0.0.0 libhello.so.0

gcc -g -Wall -c main.c -o main.o -I.

gcc  -o main main.o -lhello -L.

查看编译出来的程序:

readelf -d main | grep libhello

ox000000000001(NEEDED)    shared library: [libhello.so.0]

运行该程序,需要指定共享库的路径。 有两种办法,第一种使用环境变量“LD_LIBRARY_PATH”. 两外一种办法就是将共享库拷贝到系统目录(path 环境变量指定的其中一个目录)。

暂停! 我们还没有解决一个问题是,程序只知道soname,怎么从soname 找到共享库,即real name 文件呢? 这需要我们定义一个link文件,连接到共享库本身。

ln -s libhello.so.0.0.0 libhello.so.0

当然这个路径需要放到LD_LIBRARY_PATH环境变量中。

这样就可以运行该程序。

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