【OS】Dynamic Linker 動態連結器 介紹
Dynamic Linker（動態連結器）是一個在操作系統中負責在程式執行時加載和解析動態庫（也稱為共享庫或動態連結庫）的系統組件。它的主要功能是在執行應用程式時，將應用程式與它所依賴的共享庫（如 .so 文件或 .dll 文件）進行動態連結，而不是在編譯時靜態地嵌入所有依賴。
動態連結的過程
- 編譯階段：當應用程式被編譯時，程式只會有對共享庫的引用，而不會包含實際的庫文件。連結器（Linker）會記錄應用程式需要哪些動態庫。
- 執行階段：當應用程式啟動時，動態連結器會被啟動，它會找到應用程式依賴的動態庫，將這些函式庫加載到記憶體中，並將應用程式中的符號（函數和變數的名稱）解析為這些動態庫中的實際地址。
動態連結使得應用程式不必包含所有所需的函式庫文件，從而節省了儲存空間，並允許不同應用程式共享同一函式庫的副本。
動態連結器的工作原理
- 當一個應用程式啟動時，作業系統的程式載入器會啟動應用程式的可執行檔，並識別出應用程式所需的共享庫。
- 作業系統的動態連結器會搜索這些共享庫，通常會在操作系統的標準庫路徑或環境變數（如 Linux 下的
LD_LIBRARY_PATH）中查找。 - 找到共享庫後，動態連結器會將它們加載到記憶體中，並解析應用程式中的未定義符號，例如函數調用，將它們綁定到正確的庫中的函數地址。
- 完成動態連結後，應用程式就可以使用這些動態庫中的功能了。
動態連結器的好處
- 節省記憶體和磁碟空間：同一個動態庫可以被多個應用程式共享，減少了重複的程式碼複製。這樣，即使系統上運行多個應用程式，它們也能共用同一份動態庫，從而節省了內存和磁碟空間。
- 方便升級和維護：動態庫的版本可以單獨更新，應用程式無需重新編譯即可享受更新的功能或性能改進。例如，如果修復了庫中的一個安全漏洞，所有使用該庫的應用程式都可以立即受益。
- 減少初始載入時間：由於應用程式僅在執行時載入它需要的庫，可以降低啟動時的載入時間和執行檔的大小。
動態連結器的缺點
- 性能影響：因為在執行時進行符號解析和地址綁定，可能會導致一些額外的執行開銷。應用程式在啟動時可能會稍微變慢，尤其是在動態庫較多的情況下。
- 庫版本問題：如果系統上不同的應用程式依賴於同一庫的不同版本，可能會導致所謂的“依賴地獄”（Dependency Hell）問題。
- 安全風險：如果動態庫被惡意篡改，可能會使所有使用該庫的應用程式受到威脅。因此，動態連結庫必須受到安全的保護和管理。
在不同系統中的動態連結器
- Linux：在 Linux 中，動態連結器通常是
/lib/ld-linux.so.X（其中 X 表示版本號），其負責在程式執行時加載共享庫。共享庫通常是以.so結尾的文件（例如libexample.so）。 - Windows：在 Windows 系統中，動態連結器處理
.dll（Dynamic Link Library）文件的加載和解析。每當一個 Windows 程式需要使用某個.dll文件時，系統會加載這個動態連結庫。 - macOS：在 macOS 系統中，動態連結器處理
.dylib文件（Dynamic Library）。macOS 使用類似於 Linux 的動態連結機制來加載共享庫。
總結
動態連結器是一個強大且高效的工具，讓現代作業系統能夠動態加載和使用共享庫。它不僅可以節省記憶體和儲存空間，還允許函式庫的靈活升級和維護。儘管它帶來了潛在的性能開銷和庫管理的挑戰，但動態連結依然是大多數作業系統中不可或缺的功能。
本文由 ChatGPT 產生
