鏈接(link)
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我們編寫的程序可能會使用其他程序或程序庫( library ) 正如我們在helloworld程序中使用的fmt package
我們編寫的程序必須與這些程序或程序庫一起才能夠執(zhí)行
鏈接是將我們編寫的程序與我們需要的外部程序組合在一起的過程
鏈接器是系統(tǒng)軟件，在系統(tǒng)開發(fā)中起著至關(guān)重要的作用，因為它可以進(jìn)行單獨的編譯。您可以將它分解為更小，更易管理的塊，然后分別進(jìn)行修改和編譯，而不是將一個大型應(yīng)用程序組織為一個整體的源文件。當(dāng)您更改其中一個模塊時，只需重新編譯它并重新鏈接應(yīng)用程序，而無需重新編譯其他源文件。
鏈接分為兩種，靜態(tài)鏈接與動態(tài)鏈接
靜態(tài)鏈接的特點在于鏈接器會將程序中使用的所有庫程序復(fù)制到最后的可執(zhí)行文件中。而動態(tài)鏈接只會在最后的可執(zhí)行文件中存儲動態(tài)鏈接庫的位置，并在運行時調(diào)用。
因此靜態(tài)鏈接要更快，可移植，因為它不需要在運行它的系統(tǒng)上存在該庫。但是在磁盤和內(nèi)存上占用更多的空間
鏈接發(fā)生的過程會在兩個地方，一種是靜態(tài)鏈接會在編譯時的最后一步發(fā)生，一種是動態(tài)鏈接在程序加載到內(nèi)存時發(fā)生。
下面我們簡單對比一下靜態(tài)鏈接與動態(tài)鏈接
有時會看到一些比較老的文章說go語言是靜態(tài)鏈接的，但這種說法是不準(zhǔn)確的
現(xiàn)在的go語言不僅支持靜態(tài)鏈接也支持動態(tài)編譯
總的來說，go語言在一般默認(rèn)情況下是靜態(tài)鏈接的，但是一些特殊的情況，例如使用了CGO（即引用了C代碼）的地方，則會使用操作系統(tǒng)的動態(tài)鏈接庫。例如go語言的net/http包在默認(rèn)情況下會應(yīng)用libpthread與 libc 的動態(tài)鏈接庫，這種情況會導(dǎo)致go語言程序虛擬內(nèi)存的增加（下一文介紹）
go語言也支持在go build編譯時傳遞參數(shù)來指定要生成的鏈接庫的方式,我們可以使用go help buildmode 命令查看
? go help buildmode jackson@192 -buildmode=archive Build the listed non-main packages into .a files. Packages named main are ignored. -buildmode=c-archive Build the listed main package, plus all packages it imports, into a C archive file. The only callable symbols will be those functions exported using a cgo //export comment. Requires exactly one main package to be listed. -buildmode=c-shared Build the listed main package, plus all packages it imports, into a C shared library. The only callable symbols will be those functions exported using a cgo //export comment. Requires exactly one main package to be listed. -buildmode=default Listed main packages are built into executables and listed non-main packages are built into .a files (the default behavior). -buildmode=shared Combine all the listed non-main packages into a single shared library that will be used when building with the -linkshared option. Packages named main are ignored. -buildmode=exe Build the listed main packages and everything they import into executables. Packages not named main are ignored. -buildmode=pie Build the listed main packages and everything they import into position independent executables (PIE). Packages not named main are ignored. -buildmode=plugin Build the listed main packages, plus all packages that they import, into a Go plugin. Packages not named main are ignored.
archive: 將非 main package構(gòu)建為 .a 文件. main 包將被忽略。
c-archive: 將 main package構(gòu)建為及其導(dǎo)入的所有package構(gòu)建為構(gòu)建到 C 歸檔文件中
c-shared: 將mainpackage構(gòu)建為，以及它們導(dǎo)入的所有package構(gòu)建到C 動態(tài)庫中。
shared: 將所有非 main package合并到一個動態(tài)庫中，當(dāng)使用-linkshared參數(shù)后，能夠使用此動態(tài)庫
exe: 將main package和其導(dǎo)入的package構(gòu)建為成為可執(zhí)行文件
本文不再介紹go如何手動使用動態(tài)庫這一高級功能，讀者只需現(xiàn)在知道go可以實現(xiàn)這一功能即可
下面我們以helloworld程序為例，來說明go語言編譯與鏈接的過程，我們可以使用go build命令，-x參數(shù)代表了打印執(zhí)行的過程
go build -x main.go
輸出如下：
WORK=/var/folders/g2/0l4g444904vbn8wxnrw0j_980000gn/T/go-build757876739 mkdir -p $WORK/b001/ cat >$WORK/b001/importcfg << 'EOF' # internal # import config packagefile fmt=/usr/local/go/pkg/darwin_amd64/fmt.a packagefile runtime=/usr/local/go/pkg/darwin_amd64/runtime.a EOF cd /Users/jackson/go/src/viper/XXX /usr/local/go/pkg/tool/darwin_amd64/compile -o $WORK/b001/_pkg_.a -trimpath "$WORK/b001=>" -p main -complete -buildid JqleDuJlC1iLMVADicsQ/JqleDuJlC1iLMVADicsQ -goversion go1.13.6 -D _/Users/jackson/go/src/viper/args -importcfg $WORK/b001/importcfg -pack -c=4 ./main.go /usr/local/go/pkg/tool/darwin_amd64/buildid -w $WORK/b001/_pkg_.a # internal cp $WORK/b001/_pkg_.a /Users/jackson/Library/Caches/go-build/cf/cf0dc65f39f01c8494192fa8af14570b445f6a25b762edf0b7258c22d6e10dc8-d # internal cat >$WORK/b001/importcfg.link << 'EOF' # internal packagefile command-line-arguments=$WORK/b001/_pkg_.a packagefile fmt=/usr/local/go/pkg/darwin_amd64/fmt.a packagefile runtime=/usr/local/go/pkg/darwin_amd64/runtime.a packagefile errors=/usr/local/go/pkg/darwin_amd64/errors.a ... EOF mkdir -p $WORK/b001/exe/ cd . /usr/local/go/pkg/tool/darwin_amd64/link -o $WORK/b001/exe/a.out -importcfg $WORK/b001/importcfg.link -buildmode=exe -buildid=zCU3mCFNeUDzrRM33f4L/JqleDuJlC1iLMVADicsQ/r7xJ7p5GD5T9VONtmxob/zCU3mCFNeUDzrRM33f4L -extld=clang $WORK/b001/_pkg_.a /usr/local/go/pkg/tool/darwin_amd64/buildid -w $WORK/b001/exe/a.out # internal mv $WORK/b001/exe/a.out main rm -r $WORK/b001/
下面我們對輸出進(jìn)行逐行分析
創(chuàng)建了一個臨時目錄，用于存放臨時文件。默認(rèn)情況下命令結(jié)束時自動刪除此目錄，如果需要保留添加-work參數(shù)。
WORK=/var/folders/g2/0l4g444904vbn8wxnrw0j_980000gn/T/go-build757876739 mkdir -p $WORK/b001/ cat >$WORK/b001/importcfg << 'EOF' # internal
生成編譯配置文件，主要為編譯過程需要的外部依賴（如：引用的其他包的函數(shù)定義）
# import config packagefile fmt=/usr/local/go/pkg/darwin_amd64/fmt.a packagefile runtime=/usr/local/go/pkg/darwin_amd64/runtime.a
編譯，生成中間結(jié)果$WORK/b001/pkg.a,
/usr/local/go/pkg/tool/darwin_amd64/compile -o $WORK/b001/_pkg_.a -trimpath "$WORK/b001=>" -p main -complete -buildid JqleDuJlC1iLMVADicsQ/JqleDuJlC1iLMVADicsQ -goversion go1.13.6 -D _/Users/jackson/go/src/viper/args -importcfg $WORK/b001/importcfg -pack -c=4 ./main.go
.a文件由compile命令生成，也可以通過go tool compile進(jìn)行調(diào)用
.a類型的文件又叫做目標(biāo)文件(object file)，其是一個壓縮包，內(nèi)部包含了_.PKGDEF`、`_go.o兩個文件，分別為編譯目標(biāo)文件和鏈接目標(biāo)文件
$ file _pkg_.a # 檢查文件格式 _pkg_.a: current ar archive # 說明是ar格式的打包文件 $ ar x _pkg_.a #解包文件 $ ls __.PKGDEF _go_.o
文件內(nèi)容由代碼導(dǎo)出的函數(shù)、變量以及引用的其他包的信息組成。為了弄清這兩個文件包含的信息需要查看go編譯器實現(xiàn)的相關(guān)代碼，相關(guān)代碼在src/cmd/compile/internal/gc/obj.go文件中（源碼中的文件內(nèi)容可能隨版本更新變化，本系列文章以Go1.13.5版本為準(zhǔn)）
下面代碼中生成ar文件，ar文件 是一種非常簡單的打包文件格式，廣泛用于linux中靜態(tài)鏈接庫文件中，文件以 字符串"!\n"開頭。隨后跟著60字節(jié)的文件頭部（包含文件名、修改時間等信息），之后跟著文件內(nèi)容。因為ar文件格式簡單，Go編譯器直接在函數(shù)中實現(xiàn)了ar打包過程。
startArchiveEntry用于預(yù)留ar文件頭信息位置（60字節(jié)），finishArchiveEntry用于寫入文件頭信息，因為文件頭信息中包含文件大小，在寫入完成之前文件大小未知，所以分兩步完成。
重慶分公司
重慶分公司
func dumpobj1(outfile string, mode int) {
bout, err := bio.Create(outfile)
if err != nil {
flusherrors()
fmt.Printf("can't create %s: %v\n", outfile, err)
errorexit()
}
defer bout.Close()
bout.WriteString("!\n")
if mode&modeCompilerObj != 0 {
start := startArchiveEntry(bout)
dumpCompilerObj(bout)
finishArchiveEntry(bout, start, "__.PKGDEF")
}
if mode&modeLinkerObj != 0 {
start := startArchiveEntry(bout)
dumpLinkerObj(bout)
finishArchiveEntry(bout, start, "_go_.o")
}
} 生成鏈接配置文件，主要為需要鏈接的其他依賴
cat >$WORK/b001/importcfg.link << 'EOF' # internal packagefile command-line-arguments=$WORK/b001/_pkg_.a packagefile fmt=/usr/local/go/pkg/darwin_amd64/fmt.a packagefile runtime=/usr/local/go/pkg/darwin_amd64/runtime.a packagefile errors=/usr/local/go/pkg/darwin_amd64/errors.a ... EOF
執(zhí)行鏈接器，生成最終可執(zhí)行文件main,同時可執(zhí)行文件會拷貝到當(dāng)前路徑，最后刪除臨時文件
/usr/local/go/pkg/tool/darwin_amd64/link -o $WORK/b001/exe/a.out -importcfg $WORK/b001/importcfg.link -buildmode=exe -buildid=zCU3mCFNeUDzrRM33f4L/JqleDuJlC1iLMVADicsQ/r7xJ7p5GD5T9VONtmxob/zCU3mCFNeUDzrRM33f4L -extld=clang $WORK/b001/_pkg_.a /usr/local/go/pkg/tool/darwin_amd64/buildid -w $WORK/b001/exe/a.out # internal mv $WORK/b001/exe/a.out main rm -r $WORK/b001/
