c++ - 如何将标准库静态链接到我的 C++ 程序？

Question

我正在使用带有 GNU GCC 编译器的 Code::Blocks IDE(v13.12)。

我想让链接器为我的程序链接所需运行时库的静态版本，我该怎么做？

我已经知道我的可执行文件大小会增加，你能告诉我其他的缺点吗？

在 Visual C++ Express 中这样做怎么样？

Answer 1

由于还没有其他人提出答案，我会尝试一下。不幸的是，我不知道 Code::Blocks IDE，所以我的回答只是部分的。

1 如何使用 GCC 创建静态链接的可执行文件

这不是特定于 IDE 的，但通常适用于 GCC(和许多其他编译器)。假设您在 main.cpp 中有一个简单的“hello, world”程序。 (除标准库和运行时库外，没有外部依赖项)。您可以通过以下方式编译并静态链接它:

编译main.cpp至 main.o (输出文件名是隐式的):

$ g++ -c -Wall main.cpp

-c告诉 GCC 在编译步骤后停止(不运行链接器)。 -Wall打开大多数诊断消息。如果新手程序员多用多一些，多关注一下，本站的很多问题就不会被问到了。 ;-)

友情链接 main.o (可以列出多个目标文件)静态拉入标准库和运行时库并将可执行文件放入文件 main :

$ g++ -o main main.o -static

不使用 -o main切换，GCC 会将最终的可执行文件放在名称不太好的文件中 a.out (曾经最终代表“组装输出”)。

尤其是在开始时，我强烈建议“手动”做这样的事情，因为这将有助于更好地理解构建工具链。

事实上，上述两个命令可以合并为一个:

$ g++ -Wall -o main main.cpp -static

任何合理的 IDE 都应该有用于指定此类编译器/链接器标志的选项。

2 静态链接的优缺点

原因 为 静态链接:

您有一个文件，可以将其复制到任何具有兼容架构和操作系统的机器上，并且无论安装什么版本的库，它都可以正常工作。

您可以在共享库不可用的环境中执行程序。例如，将静态链接的 CGI 可执行文件放入 chroot() jail 可能有助于减少 Web 服务器上的攻击面。

由于不需要动态链接，程序启动可能会更快。 (我确信在某些情况下，情况正好相反，尤其是在共享库已经为另一个进程加载的情况下。)

由于链接器可以对函数地址进行硬编码，因此函数调用可能会更快。

在安装了多个版本的公共(public)库(例如 LAPACK)的系统上，静态链接可以帮助确保始终使用特定版本，而无需担心设置 LD_LIBRARY_PATH正确。显然，这也是一个缺点，因为现在您不能在不重新编译的情况下再选择库。如果您总是想要相同的版本，为什么一开始要安装多个？

原因 反对 静态链接:

正如您已经提到的，可执行文件的大小可能会急剧增加。这当然在很大程度上取决于您链接的库。

如果多个进程同时需要共享库，操作系统可能足够聪明，只将共享库的文本部分加载到 RAM 中一次。通过静态链接，您会失去这种优势，并且系统可能会更快地耗尽内存。

您的程序不再从库升级中获利。系统管理员不是简单地用(希望 ABI 兼容的)更新版本替换一个共享库，而是必须重新编译并重新安装使用它的每个程序。这是我认为最严重的缺点。

例如考虑 OpenSSL 库。当 Heartbleed 漏洞在今年早些时候被发现并修复时，系统管理员可以安装 OpenSSL 的补丁版本并在补丁发布后的一天内重新启动所有服务以修复漏洞。也就是说，如果他们的服务针对 OpenSSL 动态链接。对于那些静态链接的软件，最后一个修复需要数周时间，而且我很确定仍然有专有的“一体机”软件在使用中，直到现在还没有修复日。

您的用户无法即时替换共享库。例如，torsocks脚本(和相关库)允许用户替换(通过设置 LD_PRELOAD 适本地)网络系统库通过 Tor 网络路由他们的流量。这甚至适用于开发人员从未想过这种可能性的程序。 (这是否安全以及一个好主意是否是一个不相关的争论的主题。)另一个常见的用例是通过替换 malloc 来调试或“强化”应用程序。以及类似的专门版本。

在我看来，除了非常特殊的情况外，静态链接的缺点在所有情况下都超过了优点。根据经验: 如果可以，则动态链接，如果必须，则静态链接。

附录

如 Alf已经指出(见评论)，有一个特殊的 GCC 选项可以有选择地静态链接 C++ 标准库，而不是静态链接整个程序。来自 GCC manual :

-static-libstdc++

When the g++ program is used to link a C++ program, it normally automatically links against libstdc++. If libstdc++ is available as a shared library, and the -static option is not used, then this links against the shared version of libstdc++. That is normally fine. However, it is sometimes useful to freeze the version of libstdc++ used by the program without going all the way to a fully static link. The -static-libstdc++ option directs the g++ driver to link libstdc++ statically, without necessarily linking other libraries statically.