1. 從一個(gè)真實(shí)場(chǎng)景說起為什么你需要搞懂CMake的庫生成與鏈接如果你寫過C或者C大概率經(jīng)歷過這樣的階段一開始所有代碼都塞進(jìn)一個(gè)main.c或者main.cpp里編譯命令就是一行g(shù)cc main.c -o app簡(jiǎn)單粗暴能跑就行。但項(xiàng)目稍微大一點(diǎn)代碼量上來了你就會(huì)開始琢磨是不是該把一些通用的功能抽出來單獨(dú)編譯成一個(gè)庫這樣既能復(fù)用又能讓主程序的編譯速度變快還能把接口和實(shí)現(xiàn)分離別人用你的庫時(shí)只需要頭文件和二進(jìn)制文件不用關(guān)心內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。這個(gè)思路是對(duì)的但問題也隨之而來庫怎么生成生成之后怎么讓主程序找到它、鏈接它在Linux環(huán)境下CMake是目前最主流的構(gòu)建工具之一它跨平臺(tái)、語法相對(duì)清晰、社區(qū)生態(tài)好。但很多人在第一次用CMake生成庫并鏈接庫的時(shí)候都會(huì)踩一堆坑undefined reference、cannot find -lxxx、運(yùn)行時(shí)error while loading shared libraries……這些報(bào)錯(cuò)信息看著就頭疼。我自己在帶新人的時(shí)候發(fā)現(xiàn)大家最容易卡住的地方不是寫代碼而是構(gòu)建系統(tǒng)。代碼邏輯明明沒問題但就是編譯不過、鏈接不上。所以這篇文章我想把Linux下用CMake生成庫、鏈接庫這件事從頭到尾講清楚。不管你是剛接觸CMake的新手還是已經(jīng)用過但總是靠復(fù)制粘貼配置的老手我都盡量把每個(gè)參數(shù)、每個(gè)步驟背后的“為什么”說明白。文章會(huì)覆蓋靜態(tài)庫和動(dòng)態(tài)庫的生成方式、鏈接時(shí)的路徑處理、運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)庫查找、常見報(bào)錯(cuò)排查以及一些我在實(shí)際項(xiàng)目中總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)技巧。你可以把它當(dāng)成一份可以隨時(shí)翻出來對(duì)照的操作手冊(cè)。2. 先搞清楚基礎(chǔ)概念靜態(tài)庫與動(dòng)態(tài)庫到底有什么區(qū)別在動(dòng)手寫CMake配置之前有必要先把靜態(tài)庫和動(dòng)態(tài)庫這兩個(gè)概念理清楚。很多人配置寫不對(duì)根本原因是對(duì)這兩種庫的鏈接機(jī)制理解模糊。2.1 靜態(tài)庫的工作方式與適用場(chǎng)景靜態(tài)庫在Linux下通常以.a結(jié)尾全稱是archive本質(zhì)上就是一堆.o目標(biāo)文件的打包集合。當(dāng)你把主程序和靜態(tài)庫鏈接時(shí)鏈接器會(huì)把靜態(tài)庫中用到的目標(biāo)文件直接復(fù)制到最終的可執(zhí)行文件里。這意味著最終的可執(zhí)行文件體積會(huì)變大但好處是它不依賴外部庫文件拿到哪里都能跑。靜態(tài)庫的生成過程分兩步先把源文件編譯成目標(biāo)文件.o然后用ar命令打包。在CMake里你只需要用add_library命令并指定STATIC類型CMake會(huì)自動(dòng)幫你完成這兩步。靜態(tài)庫適合什么場(chǎng)景我個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)是小工具、嵌入式環(huán)境、需要單文件分發(fā)的場(chǎng)景以及你不想讓用戶操心動(dòng)態(tài)庫路徑的情況。缺點(diǎn)是如果多個(gè)程序都鏈接了同一個(gè)靜態(tài)庫每個(gè)程序都會(huì)有一份庫代碼的副本內(nèi)存和磁盤占用會(huì)重復(fù)。2.2 動(dòng)態(tài)庫的工作方式與適用場(chǎng)景動(dòng)態(tài)庫在Linux下以.so結(jié)尾全稱是shared object。它和靜態(tài)庫最大的區(qū)別在于鏈接階段只是記錄了對(duì)動(dòng)態(tài)庫的引用真正的代碼加載發(fā)生在程序啟動(dòng)時(shí)或者運(yùn)行時(shí)通過dlopen手動(dòng)加載。多個(gè)程序可以共享同一個(gè)動(dòng)態(tài)庫的內(nèi)存映射節(jié)省系統(tǒng)資源。動(dòng)態(tài)庫的生成需要編譯時(shí)加上-fPIC選項(xiàng)也就是位置無關(guān)代碼。這是因?yàn)閯?dòng)態(tài)庫被加載到內(nèi)存的地址是不確定的代碼必須能在任意地址執(zhí)行。CMake里用add_library指定SHARED類型時(shí)會(huì)自動(dòng)幫你加上-fPIC。動(dòng)態(tài)庫的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省資源、方便更新替換.so文件即可不用重新編譯主程序缺點(diǎn)是部署時(shí)需要考慮庫的查找路徑問題否則程序啟動(dòng)時(shí)會(huì)報(bào)找不到庫。2.3 兩種庫的對(duì)比與選型建議對(duì)比維度靜態(tài)庫.a動(dòng)態(tài)庫.so鏈接時(shí)機(jī)編譯鏈接時(shí)復(fù)制代碼運(yùn)行時(shí)加載可執(zhí)行文件體積較大較小部署依賴無外部依賴需要庫文件存在更新方式需重新編譯主程序替換庫文件即可內(nèi)存占用每個(gè)程序獨(dú)立副本多程序共享編譯選項(xiàng)無特殊要求需要-fPIC適用場(chǎng)景小工具、嵌入式、單文件分發(fā)大型項(xiàng)目、多程序共享、插件架構(gòu)選型的時(shí)候我一般遵循這樣的原則如果是公司內(nèi)部的基礎(chǔ)組件多個(gè)項(xiàng)目都會(huì)用那就做成動(dòng)態(tài)庫方便統(tǒng)一升級(jí)如果是給外部交付的單文件工具那就靜態(tài)鏈接省得用戶配環(huán)境如果項(xiàng)目對(duì)啟動(dòng)速度有極致要求靜態(tài)庫會(huì)略快一點(diǎn)點(diǎn)因?yàn)槭∪チ藙?dòng)態(tài)鏈接的過程。3. CMake生成庫的核心命令與參數(shù)詳解理解了靜態(tài)庫和動(dòng)態(tài)庫的區(qū)別之后我們來看CMake里具體怎么操作。這一部分我會(huì)把每個(gè)關(guān)鍵命令拆開講包括參數(shù)的含義和我自己在使用中總結(jié)的注意事項(xiàng)。3.1 add_library命令的完整用法add_library是CMake生成庫的核心命令基本語法是add_library(庫名稱 [STATIC | SHARED | MODULE] [源文件...])庫名稱不需要加lib前綴和.a/.so后綴CMake會(huì)自動(dòng)處理。比如你寫add_library(mymath STATIC math.cpp)最終生成的文件是libmymath.a。STATIC和SHARED分別對(duì)應(yīng)靜態(tài)庫和動(dòng)態(tài)庫。如果不指定類型CMake會(huì)根據(jù)BUILD_SHARED_LIBS變量的值來決定默認(rèn)是STATIC。我建議在項(xiàng)目里顯式指定類型避免因?yàn)榄h(huán)境變量不同導(dǎo)致構(gòu)建結(jié)果不一致。MODULE類型比較特殊它生成的是不會(huì)被自動(dòng)鏈接的動(dòng)態(tài)庫通常用于插件場(chǎng)景需要配合dlopen手動(dòng)加載。一般項(xiàng)目里用得少但如果你要做插件架構(gòu)就會(huì)用到它。還有一個(gè)細(xì)節(jié)源文件列表可以寫多個(gè)文件也可以用變量代替。比如set(MYMATH_SOURCES math.cpp advanced_math.cpp) add_library(mymath STATIC ${MYMATH_SOURCES})這樣寫的好處是源文件列表集中管理后續(xù)增刪文件不容易漏改。3.2 頭文件路徑與安裝規(guī)則的配置生成庫的時(shí)候通常需要指定頭文件路徑讓編譯器能找到你的.h文件。用target_include_directories命令target_include_directories(mymath PUBLIC $BUILD_INTERFACE:${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/include $INSTALL_INTERFACE:include )這里PUBLIC的意思是這個(gè)包含路徑既用于編譯庫本身也會(huì)傳遞給鏈接這個(gè)庫的目標(biāo)。BUILD_INTERFACE和INSTALL_INTERFACE是生成器表達(dá)式分別指定構(gòu)建時(shí)和安裝后的路徑。這樣寫的好處是當(dāng)你的庫被安裝到系統(tǒng)目錄后其他項(xiàng)目通過find_package找到它時(shí)能自動(dòng)獲得正確的頭文件路徑。安裝規(guī)則用install命令install(TARGETS mymath ARCHIVE DESTINATION lib LIBRARY DESTINATION lib RUNTIME DESTINATION bin ) install(DIRECTORY include/ DESTINATION include)ARCHIVE對(duì)應(yīng)靜態(tài)庫LIBRARY對(duì)應(yīng)動(dòng)態(tài)庫RUNTIME對(duì)應(yīng)可執(zhí)行文件Windows下的DLL也會(huì)放到RUNTIME。這樣配置之后執(zhí)行make install就會(huì)把庫文件和頭文件分別放到lib和include目錄下。3.3 版本號(hào)與SONAME的配置要點(diǎn)動(dòng)態(tài)庫有一個(gè)很重要的概念叫SONAMEShared Object Name它決定了程序運(yùn)行時(shí)查找的是哪個(gè)版本的庫。在CMake里通過set_target_properties配置set_target_properties(mymath PROPERTIES VERSION ${PROJECT_VERSION} SOVERSION ${PROJECT_VERSION_MAJOR} )假設(shè)版本號(hào)是1.2.3SOVERSION是1那么生成的文件會(huì)有三個(gè)libmymath.so.1.2.3實(shí)際文件、libmymath.so.1SONAME軟鏈接、libmymath.so開發(fā)用軟鏈接。程序鏈接時(shí)記錄的是SONAME也就是libmymath.so.1運(yùn)行時(shí)加載器會(huì)去找這個(gè)文件。這樣做的好處是當(dāng)你升級(jí)到1.3.0時(shí)SONAME還是libmymath.so.1舊程序不用重新編譯就能用新庫如果升級(jí)到2.0.0SOVERSION變成2舊程序仍然找libmymath.so.1不會(huì)因?yàn)榻涌诓患嫒荻罎?。注意如果你不設(shè)置SOVERSIONCMake默認(rèn)不會(huì)生成SONAME軟鏈接程序鏈接時(shí)記錄的就是完整路徑或者libmymath.so這會(huì)給后續(xù)升級(jí)帶來麻煩。所以只要做動(dòng)態(tài)庫就一定要配VERSION和SOVERSION。4. 鏈接庫的完整實(shí)操流程與參數(shù)計(jì)算庫生成好了接下來就是怎么讓主程序鏈接它。這一部分我按照從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的順序把鏈接方式分成幾種情況來講每種情況都給出完整的CMake配置和操作步驟。4.1 同一項(xiàng)目?jī)?nèi)鏈接target_link_libraries的基本用法如果庫和主程序在同一個(gè)CMake項(xiàng)目里鏈接非常簡(jiǎn)單add_executable(myapp main.cpp) target_link_libraries(myapp PRIVATE mymath)PRIVATE表示這個(gè)鏈接關(guān)系只用于編譯myapp本身不會(huì)傳遞給其他依賴myapp的目標(biāo)。如果是庫依賴庫的情況比如mymath依賴mylog那mymath鏈接mylog時(shí)應(yīng)該用PRIVATE還是PUBLIC這取決于mymath的頭文件里是否暴露了mylog的類型。如果mymath.h里包含了mylog.h那就必須用PUBLIC否則鏈接mymath的程序會(huì)因?yàn)檎也坏絤ylog的符號(hào)而報(bào)錯(cuò)。如果mylog只在mymath.cpp里用那就用PRIVATE避免不必要的依賴傳遞。這個(gè)PRIVATE/PUBLIC/INTERFACE的區(qū)分是CMake現(xiàn)代用法里很重要的部分用好了能讓依賴關(guān)系清晰編譯速度也會(huì)更快。4.2 鏈接外部庫find_library與link_directories的取舍當(dāng)庫不在同一個(gè)項(xiàng)目里而是已經(jīng)安裝在系統(tǒng)的某個(gè)位置就需要告訴CMake去哪里找。有兩種方式第一種是用find_libraryfind_library(MYMATH_LIB NAMES mymath PATHS /opt/mymath/lib) if(NOT MYMATH_LIB) message(FATAL_ERROR mymath library not found) endif() target_link_libraries(myapp PRIVATE ${MYMATH_LIB})第二種是用link_directories加target_link_librarieslink_directories(/opt/mymath/lib) target_link_libraries(myapp PRIVATE mymath)我強(qiáng)烈建議用第一種方式。link_directories是全局生效的會(huì)影響之后所有目標(biāo)的鏈接路徑容易造成污染和意外鏈接到錯(cuò)誤版本的庫。find_library是精確查找找到之后把完整路徑傳給target_link_libraries依賴關(guān)系明確排查問題也方便。如果庫有對(duì)應(yīng)的CMake配置文件比如mymathConfig.cmake那更好的方式是用find_packagefind_package(mymath REQUIRED) target_link_libraries(myapp PRIVATE mymath::mymath)這種方式能自動(dòng)處理頭文件路徑、庫路徑、依賴關(guān)系是最推薦的做法。但前提是庫的開發(fā)者提供了配置文件這個(gè)我們后面會(huì)講怎么生成。4.3 運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)庫查找RPATH與LD_LIBRARY_PATH的處理動(dòng)態(tài)庫鏈接成功之后編譯不會(huì)報(bào)錯(cuò)但運(yùn)行的時(shí)候可能會(huì)遇到error while loading shared libraries: libmymath.so.1: cannot open shared object file這是因?yàn)閯?dòng)態(tài)鏈接器在運(yùn)行時(shí)找不到庫文件。默認(rèn)情況下動(dòng)態(tài)鏈接器會(huì)搜索/lib、/usr/lib這些系統(tǒng)目錄以及LD_LIBRARY_PATH環(huán)境變量指定的目錄。如果你的庫安裝在/opt/mymath/lib那就不在默認(rèn)搜索路徑里。解決辦法有幾種第一種是設(shè)置LD_LIBRARY_PATHexport LD_LIBRARY_PATH/opt/mymath/lib:$LD_LIBRARY_PATH ./myapp這種方式簡(jiǎn)單但每次運(yùn)行都要設(shè)置而且如果多個(gè)項(xiàng)目依賴不同版本的庫容易沖突。第二種是在CMake里設(shè)置RPATHset_target_properties(myapp PROPERTIES BUILD_RPATH /opt/mymath/lib INSTALL_RPATH /opt/mymath/lib )RPATH會(huì)被寫入可執(zhí)行文件運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接器會(huì)優(yōu)先從RPATH指定的目錄查找。BUILD_RPATH用于構(gòu)建時(shí)INSTALL_RPATH用于安裝后。這種方式比LD_LIBRARY_PATH更可靠因?yàn)樗菍懰涝诙M(jìn)制文件里的不受環(huán)境變量影響。第三種是把庫安裝到系統(tǒng)默認(rèn)搜索路徑比如/usr/local/lib然后運(yùn)行l(wèi)dconfig更新緩存。這種方式適合系統(tǒng)級(jí)安裝但需要root權(quán)限而且可能影響其他程序。我一般推薦用RPATH的方式特別是項(xiàng)目部署到多臺(tái)機(jī)器時(shí)RPATH能保證程序在任何環(huán)境下都能找到正確的庫。4.4 參數(shù)計(jì)算實(shí)例從編譯命令反推CMake配置有時(shí)候我們需要從手寫的編譯命令反推CMake配置或者反過來驗(yàn)證CMake生成的命令是否正確。舉個(gè)例子假設(shè)手寫編譯命令是這樣的gcc main.c -o app -I/opt/mymath/include -L/opt/mymath/lib -lmymath -Wl,-rpath,/opt/mymath/lib對(duì)應(yīng)的CMake配置就是find_library(MYMATH_LIB NAMES mymath PATHS /opt/mymath/lib) target_include_directories(myapp PRIVATE /opt/mymath/include) target_link_libraries(myapp PRIVATE ${MYMATH_LIB}) set_target_properties(myapp PROPERTIES INSTALL_RPATH /opt/mymath/lib)你可以用make VERBOSE1來查看CMake實(shí)際執(zhí)行的編譯和鏈接命令對(duì)比一下就能確認(rèn)配置是否正確。這個(gè)技巧在排查鏈接問題時(shí)非常有用。5. 常見報(bào)錯(cuò)與排查技巧實(shí)錄這一部分是我在實(shí)際項(xiàng)目里踩過的坑和總結(jié)出來的排查方法。鏈接問題往往報(bào)錯(cuò)信息很模糊但只要掌握套路定位起來并不難。5.1 undefined reference符號(hào)找不到的幾種原因undefined reference to xxx是最常見的鏈接錯(cuò)誤。原因通常有這幾種第一種是庫沒有鏈接上。檢查target_link_libraries里是否包含了對(duì)應(yīng)的庫庫名拼寫是否正確。注意CMake里寫的是mymath不是libmymath.a。第二種是鏈接順序問題。在Linux下鏈接器從左到右處理庫如果庫A依賴庫B那A必須寫在B前面。CMake的target_link_libraries會(huì)自動(dòng)處理依賴順序但如果你手動(dòng)用-l參數(shù)就要注意順序。第三種是C和C混合編譯時(shí)的extern C問題。C編譯器會(huì)對(duì)函數(shù)名進(jìn)行name mangling如果C代碼調(diào)用C庫的函數(shù)或者反過來就需要用extern C包裹聲明。這個(gè)坑在混合編程時(shí)非常常見。第四種是庫的ABI不兼容。比如用不同版本的編譯器編譯的庫或者C標(biāo)準(zhǔn)庫版本不一致都可能導(dǎo)致符號(hào)找不到。這種情況比較隱蔽需要檢查編譯器和標(biāo)準(zhǔn)庫版本。5.2 cannot find -lxxx庫路徑配置錯(cuò)誤的排查cannot find -lmymath表示鏈接器在搜索路徑里找不到libmymath.so或libmymath.a。排查步驟先確認(rèn)庫文件確實(shí)存在用ls看一下路徑對(duì)不對(duì)。然后確認(rèn)target_link_libraries里寫的庫名和實(shí)際文件名是否匹配。如果庫文件是libmymath.a那CMake里寫mymath就對(duì)了。如果庫文件是libmymath_core.a那就要寫mymath_core。再確認(rèn)搜索路徑是否包含庫所在目錄。用find_library的話檢查PATHS參數(shù)是否正確用link_directories的話檢查路徑是否拼寫錯(cuò)誤?？梢栽贑Make里加message(STATUS MYMATH_LIB${MYMATH_LIB})來打印查找結(jié)果。還有一個(gè)容易忽略的點(diǎn)32位和64位庫混用。如果你的系統(tǒng)是64位但庫是32位編譯的鏈接時(shí)會(huì)報(bào)找不到。用file libmymath.a可以查看庫的架構(gòu)信息。5.3 運(yùn)行時(shí)找不到動(dòng)態(tài)庫三種解決方案對(duì)比前面提到了error while loading shared libraries的問題這里把三種解決方案做個(gè)對(duì)比方案優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用場(chǎng)景LD_LIBRARY_PATH配置簡(jiǎn)單立即生效環(huán)境變量污染多版本沖突臨時(shí)調(diào)試RPATH寫入二進(jìn)制不受環(huán)境影響路徑寫死遷移需重新編譯固定部署路徑ldconfig系統(tǒng)級(jí)生效所有程序可用需要root權(quán)限影響全局系統(tǒng)級(jí)安裝我個(gè)人的習(xí)慣是開發(fā)階段用LD_LIBRARY_PATH快速驗(yàn)證部署階段用RPATH保證可靠性如果是給系統(tǒng)安裝庫那就用ldconfig。5.4 常見問題速查表報(bào)錯(cuò)信息可能原因排查方法解決方案undefined reference庫未鏈接/順序錯(cuò)誤/extern C缺失檢查target_link_libraries和頭文件聲明補(bǔ)鏈接、調(diào)整順序、加extern Ccannot find -lxxx庫路徑不對(duì)/庫名拼寫錯(cuò)誤用find_library打印結(jié)果修正路徑或庫名error while loading shared libraries運(yùn)行時(shí)找不到.so用ldd查看依賴設(shè)置RPATH或LD_LIBRARY_PATHversion GLIBCXX_xxx not foundC標(biāo)準(zhǔn)庫版本不匹配檢查編譯器和標(biāo)準(zhǔn)庫版本統(tǒng)一編譯環(huán)境或靜態(tài)鏈接標(biāo)準(zhǔn)庫cannot open shared object file庫文件不存在或權(quán)限不足ls檢查文件檢查權(quán)限安裝庫文件或修改權(quán)限提示遇到鏈接問題時(shí)先用ldd查看可執(zhí)行文件的依賴關(guān)系再用nm查看庫里的符號(hào)最后用make VERBOSE1查看實(shí)際編譯命令。這三板斧能解決大部分問題。6. 進(jìn)階技巧讓庫更專業(yè)、更好用基礎(chǔ)操作掌握之后這一部分分享一些進(jìn)階技巧讓你的庫更容易被其他項(xiàng)目集成也更符合工程規(guī)范。6.1 生成CMake配置文件讓find_package開箱即用如果你希望別人用find_package(mymath)就能找到你的庫需要生成兩個(gè)文件mymathConfig.cmake和mymathConfigVersion.cmake。CMake提供了configure_package_config_file和write_basic_package_version_file兩個(gè)宏來簡(jiǎn)化這個(gè)過程。include(CMakePackageConfigHelpers) configure_package_config_file( ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/cmake/mymathConfig.cmake.in ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/mymathConfig.cmake INSTALL_DESTINATION lib/cmake/mymath ) write_basic_package_version_file( ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/mymathConfigVersion.cmake VERSION ${PROJECT_VERSION} COMPATIBILITY SameMajorVersion ) install(FILES ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/mymathConfig.cmake ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/mymathConfigVersion.cmake DESTINATION lib/cmake/mymath )mymathConfig.cmake.in的內(nèi)容大概是PACKAGE_INIT include(${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/mymathTargets.cmake)然后導(dǎo)出目標(biāo)install(TARGETS mymath EXPORT mymathTargets ARCHIVE DESTINATION lib LIBRARY DESTINATION lib RUNTIME DESTINATION bin ) install(EXPORT mymathTargets FILE mymathTargets.cmake NAMESPACE mymath:: DESTINATION lib/cmake/mymath )這樣配置之后其他項(xiàng)目用find_package(mymath REQUIRED)就能找到你的庫然后用target_link_libraries(app PRIVATE mymath::mymath)鏈接頭文件路徑、庫路徑、依賴關(guān)系全部自動(dòng)處理。這是最專業(yè)的做法也是開源庫的標(biāo)配。6.2 用Object Library減少重復(fù)編譯如果你的庫有多個(gè)目標(biāo)共享同一批源文件可以用Object Library來避免重復(fù)編譯add_library(mymath_obj OBJECT math.cpp advanced_math.cpp) target_include_directories(mymath_obj PUBLIC include) add_library(mymath_static STATIC $TARGET_OBJECTS:mymath_obj) add_library(mymath_shared SHARED $TARGET_OBJECTS:mymath_obj)這樣math.cpp和advanced_math.cpp只編譯一次生成的目標(biāo)文件同時(shí)用于靜態(tài)庫和動(dòng)態(tài)庫編譯時(shí)間能省不少。這個(gè)技巧在大型項(xiàng)目里特別有用。6.3 編譯選項(xiàng)的精細(xì)控制與調(diào)試符號(hào)生成庫的時(shí)候編譯選項(xiàng)的控制也很重要。比如調(diào)試版本需要加-g發(fā)布版本需要加-O2這些可以通過target_compile_options來配置target_compile_options(mymath PRIVATE $$CONFIG:Debug:-g -O0 $$CONFIG:Release:-O2 -DNDEBUG )$CONFIG:Debug是生成器表達(dá)式根據(jù)構(gòu)建類型選擇不同的選項(xiàng)。這樣一套配置就能同時(shí)支持Debug和Release構(gòu)建不用手動(dòng)改CMakeLists。另外動(dòng)態(tài)庫默認(rèn)會(huì)導(dǎo)出所有符號(hào)如果你只想導(dǎo)出指定的接口可以用-fvisibilityhidden配合__attribute__((visibility(default)))來控制。這樣能減小庫的體積也能避免符號(hào)沖突。6.4 跨平臺(tái)構(gòu)建的注意事項(xiàng)雖然這篇文章主要講Linux但CMake的優(yōu)勢(shì)就是跨平臺(tái)。如果你希望庫能在Windows和macOS上也能構(gòu)建需要注意幾點(diǎn)Windows下動(dòng)態(tài)庫需要顯式導(dǎo)出符號(hào)通常用__declspec(dllexport)和__declspec(dllimport)可以定義一個(gè)宏來統(tǒng)一處理if(WIN32) target_compile_definitions(mymath PRIVATE MYMATH_EXPORTS) endif()然后在頭文件里#ifdef _WIN32 #ifdef MYMATH_EXPORTS #define MYMATH_API __declspec(dllexport) #else #define MYMATH_API __declspec(dllimport) #endif #else #define MYMATH_API __attribute__((visibility(default))) #endifmacOS下動(dòng)態(tài)庫是.dylib安裝名稱install_name需要用rpath來配置CMake的INSTALL_RPATH在macOS下也適用但語法略有不同。這些細(xì)節(jié)在跨平臺(tái)項(xiàng)目里都需要注意。7. 一個(gè)完整可復(fù)現(xiàn)的項(xiàng)目示例說了這么多理論最后給一個(gè)完整的項(xiàng)目示例你可以直接復(fù)制到本地運(yùn)行驗(yàn)證整個(gè)流程。7.1 項(xiàng)目目錄結(jié)構(gòu)mymath_project/ ├── CMakeLists.txt ├── include/ │ └── mymath.h ├── src/ │ ├── math.cpp │ └── advanced_math.cpp └── app/ └── main.cpp7.2 庫的CMakeLists.txt配置cmake_minimum_required(VERSION 3.16) project(mymath VERSION 1.0.0 LANGUAGES CXX) set(CMAKE_CXX_STANDARD 17) set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON) add_library(mymath SHARED src/math.cpp src/advanced_math.cpp ) target_include_directories(mymath PUBLIC $BUILD_INTERFACE:${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/include $INSTALL_INTERFACE:include ) set_target_properties(mymath PROPERTIES VERSION ${PROJECT_VERSION} SOVERSION ${PROJECT_VERSION_MAJOR} ) install(TARGETS mymath LIBRARY DESTINATION lib ARCHIVE DESTINATION lib RUNTIME DESTINATION bin ) install(DIRECTORY include/ DESTINATION include)7.3 主程序的鏈接配置add_executable(myapp app/main.cpp) target_link_libraries(myapp PRIVATE mymath)7.4 編譯、安裝與運(yùn)行驗(yàn)證mkdir build cd build cmake .. -DCMAKE_INSTALL_PREFIX/opt/mymath make make install # 運(yùn)行程序 /opt/mymath/bin/myapp如果運(yùn)行時(shí)提示找不到動(dòng)態(tài)庫檢查/opt/mymath/lib是否在RPATH里或者臨時(shí)設(shè)置LD_LIBRARY_PATH驗(yàn)證。7.5 用ldd和nm驗(yàn)證鏈接結(jié)果# 查看可執(zhí)行文件依賴的動(dòng)態(tài)庫 ldd /opt/mymath/bin/myapp # 查看庫中導(dǎo)出的符號(hào) nm -D /opt/mymath/lib/libmymath.so # 查看庫的SONAME objdump -p /opt/mymath/lib/libmymath.so | grep SONAME這幾個(gè)命令能幫你確認(rèn)庫是否正確生成、程序是否正確鏈接、運(yùn)行時(shí)是否能找到庫。8. 個(gè)人經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與后續(xù)擴(kuò)展方向我在實(shí)際項(xiàng)目里用CMake管理庫的生成和鏈接最大的體會(huì)是配置要顯式依賴要清晰路徑要可控。顯式指定庫類型、顯式聲明依賴關(guān)系、顯式設(shè)置RPATH能避免很多“換個(gè)環(huán)境就編譯不過”的問題。另外盡早引入find_package和配置文件導(dǎo)出機(jī)制雖然前期麻煩一點(diǎn)但項(xiàng)目變大之后會(huì)省很多事。后續(xù)如果你想繼續(xù)深入可以研究這幾個(gè)方向用CPack打包庫的安裝包用CTest做單元測(cè)試集成用Conan或vcpkg管理第三方依賴以及用CMake的FetchContent模塊自動(dòng)下載和構(gòu)建依賴庫。這些都是在實(shí)際工程中很實(shí)用的技能等基礎(chǔ)打牢之后可以逐步嘗試。