动态库

静态库的代码会进入最终程序。动态库改为在程序运行时加载，多个程序也可以共享同一个库文件。本章把上一章的 greeting 改成动态库，先介绍动态库的查找机制，再依次约定产物目录、查找路径，最后构建与运行。

认识动态库

动态库在 Linux 上通常使用 .so 扩展名。构建 app 时，链接器记录它对库的依赖，不把库代码复制进程序。

内容	静态库	动态库
文件	`libgreeting.a`	`libgreeting.so`
链接结果	库代码进入 `app`	`app` 记录库依赖
运行条件	不再需要库文件	必须找到匹配的 `.so`

约定产物目录

运行时能找到库，前提是产物位置固定。顶层规则用两行 set 约定产物目录：

CMakeLists.txt

# 构建 SharedLibrary 工程：根 main.cpp 使用 greeting/ 提供的动态库。
cmake_minimum_required(VERSION 3.31)
project(SharedLibrary LANGUAGES CXX)

# 使用 C++20 作为语言标准。
set(CMAKE_CXX_STANDARD 20)
set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)
# 可执行文件输出到 build/bin。
set(CMAKE_RUNTIME_OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_BINARY_DIR}/bin)
# 动态库输出到 build/lib。
set(CMAKE_LIBRARY_OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_BINARY_DIR}/lib)

# 编译数据库，记录每个源文件的实际编译参数。
set(CMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS ON)

# 加载 greeting/CMakeLists.txt 中的动态库目标。
add_subdirectory(greeting)

# 创建 app 可执行目标。
add_executable(app main.cpp)

# 链接 greeting 动态库。
target_link_libraries(app PRIVATE greeting)

# 编译时启用 libc++ 与常用警告。
target_compile_options(app PRIVATE -stdlib=libc++ -Wall -Wextra -Werror)
# 链接时也使用 libc++。
target_link_options(app PRIVATE -stdlib=libc++)

# 运行 app 时从 build/bin/../lib 查找动态库。
set_target_properties(app PROPERTIES BUILD_RPATH "$ORIGIN/../lib")

其中两行 set 决定产物位置：CMAKE_RUNTIME_OUTPUT_DIRECTORY 收纳可执行文件，CMAKE_LIBRARY_OUTPUT_DIRECTORY 收纳动态库。build/lib 是构建产物目录，源码树里没有 lib/ 目录。

在库目录中把 STATIC 改成 SHARED，其余与静态库工程相同。

greeting/CMakeLists.txt

# 构建 greeting 动态库。

# 声明 greeting 共享库目标：由 src/greeting.cpp 编译生成。
add_library(greeting SHARED src/greeting.cpp)

# include/ 加入头文件搜索路径，供使用方 include。
target_include_directories(greeting PUBLIC include)

# 编译时启用 libc++ 与常用警告。
target_compile_options(greeting PRIVATE -stdlib=libc++ -Wall -Wextra -Werror)
# 链接时也使用 libc++。
target_link_options(greeting PRIVATE -stdlib=libc++)

SHARED 让 add_library 生成动态库 libgreeting.so，构建后出现在 build/lib/ 下。顶层规则里的 set_target_properties 行负责运行时查找，查找路径一节单独解释。

查找路径

产物分离后，运行中的 app 需要自己找到 build/lib/ 里的库。主路径是下面这行，它把查找位置写进可执行文件：

CMakeLists.txt

# 运行 app 时从 build/bin/../lib 查找动态库。
set_target_properties(app PROPERTIES BUILD_RPATH "$ORIGIN/../lib")

BUILD_RPATH 设置 RPATH（程序内部记录的库查找位置）。$ORIGIN 表示可执行文件所在目录，$ORIGIN/../lib 就是 build/bin 旁边的 build/lib。程序无论从哪里启动，都按自身位置找到库，不依赖当前目录，也不依赖全局配置。

临时查找路径

RPATH 已经写进 app，直接运行即可。排查库问题时，可以给单条命令临时追加查找路径：

Ubuntu Bash（工程根目录）

# 给这一条命令临时追加 build/lib，命令结束后设置即失效
env LD_LIBRARY_PATH="$PWD/build/lib" ./build/bin/app

LD_LIBRARY_PATH 是动态加载器在标准位置之外追加查找路径的环境变量。env 只在命令运行期间设置它，不改动任何持久配置。

教学工程以 RPATH 为主路径，这种一次性变量用于排查。不要把 LD_LIBRARY_PATH 写进 ~/.bashrc 或系统配置，也不要用 ldconfig 注册工程产物。全局改动会影响所有程序，出错时也更难定位。

构建与运行

Ubuntu Bash（工程根目录）

# 配置工程，并生成 Ninja 使用的构建规则
cmake -S . -B build -G Ninja -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug -DCMAKE_CXX_COMPILER=clang++
# 编译动态库和 app，并完成链接
cmake --build build
# 运行程序
./build/bin/app

输出如下：

输出

Hello, World!

构建产物是 build/lib/libgreeting.so 和 build/bin/app。用 ldd（列出程序运行时依赖的动态库）确认 app 找到的库位置：

Ubuntu Bash（工程根目录）

ldd build/bin/app | grep libgreeting

输出显示 libgreeting.so 已解析到完整路径：

输出

libgreeting.so => /…/cpp-notes/code/practice/shared-library/build/bin/../lib/libgreeting.so (0x0000799516b60000)

前半段是工程在你机器上的路径，关键在结尾：build/bin/../lib/ 正是 $ORIGIN/../lib 的解析结果。移动或删除这个 .so 后，程序将无法启动。

常见错误

运行时找不到 libgreeting.so

直接运行 ./build/bin/app 报 “error while loading shared libraries: libgreeting.so”，按下面的顺序排查：

Ubuntu Bash（工程根目录）

# 重新配置，让 RPATH 写入新构建的 app
cmake -S . -B build -G Ninja -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug -DCMAKE_CXX_COMPILER=clang++
# 重新编译并链接
cmake --build build
# 查看 app 记录的库查找结果
ldd build/bin/app | grep libgreeting

先确认 build/lib/libgreeting.so 已生成，再检查顶层规则是否包含 set_target_properties(app PROPERTIES BUILD_RPATH "$ORIGIN/../lib")，补回后重新配置和构建。

缺临时变量不运行

加 env LD_LIBRARY_PATH=... 能运行、去掉就失败，说明查找路径没有写进 app，处理与上一条相同：

把 BUILD_RPATH 写回顶层规则；
重新配置和构建；
不加临时变量直接运行验证。

路径写进全局配置

换一个终端就找不到库，或卸载工程后其他程序也受影响，按下面顺序处理：

原因通常是之前把 LD_LIBRARY_PATH 写进了 ~/.bashrc，或用 ldconfig 注册过工程产物；
打开 ~/.bashrc 删除自己追加的行；
重新打开终端后按本章方案验证：只依赖 RPATH，app 应当直接运行。

自测问题

先不要展开答案，试着自己把回答完整说出来，再展开对照。说不出来的部分，回到对应小节对照正文。

为什么动态库工程可能构建成功，但运行 app 时仍然失败？

查看答案

构建阶段只证明链接器记录了动态库依赖。运行阶段还需要动态加载器找到匹配的 .so。如果库文件不在搜索路径中，或 RPATH 没有指向 build/lib/，程序就无法启动。
RPATH 与临时 LD_LIBRARY_PATH 各解决什么问题？

查看答案

RPATH 查找路径，是程序的长期主路径。临时 LD_LIBRARY_PATH 只包住单条命令，用于排查和对照验证。两者都不改动全局配置。

本章回顾

你已经能构建动态库，并让程序在运行时找到它。完成本页后，入门路线中的构建页面就全部完成了。