测试1：静态链接

#include <stdio.h>

void test(void) {
    printf("This is a\n");
}

#include <stdio.h>

void test(void) {
    printf("This is b\n");
}

#include <stdio.h>

extern void test(void);

int main() {
    test();
    return 0;
}

all:
	@echo "Please specify a target, try: make [ab | ba]"
	
ab: main.o liba.a libb.a
	gcc main.o -L. -la -lb

ba: main.o liba.a libb.a
	gcc main.o -L. -lb -la

main.o: main.c 
	gcc main.c -c

liba.a: a.c
	gcc a.c -c
	ar -cr liba.a a.o

libb.a: b.c 
	gcc b.c -c
	ar -cr libb.a b.o 

clean:
	rm -fr *.o *.a *.so a.out

上面的代码执行结果如下：

$ make ab
gcc main.c -c
gcc a.c -c
ar -cr liba.a a.o
gcc b.c -c
ar -cr libb.a b.o
gcc main.o -L. -la -lb
$ ./a.out
This is a
$ make ba
gcc main.o -L. -lb -la
$ ./a.out
This is b

解释如下：

链接过程中从左向右扫描目标文件和库中的符号，并维护一个Undefined符号表。在遇到main.o时，由于test函数未定义，Undefined符号表中记录下test。接下来，如果先链接liba.a，则由liba.a提供test函数的实现，并且由于链接完liba.a后已经没有未解决的符号了，后面的libb.a不会再扫描，链接过程结束，main函数中的test函数为a.c中的实现。当链接顺序反过来时，则只会链接liba.a。

测试2：静态链接-符号冲突

#include <stdio.h>

int a = 1;

void test(void) {
    printf("This is a\n");
}

#include <stdio.h>

int b = 1;

void test(void) {
    printf("This is b\n");
}

#include <stdio.h>

extern void test(void);
extern int a;
extern ina b;

int main() {
    test();
    printf("a=%d, b=%d\n", a, b);
    return 0;
}

all:
	@echo "Please specify a target, try: make [ab | ba]"
	
ab: main.o liba.a libb.a
	gcc main.o -L. -la -lb

ba: main.o liba.a libb.a
	gcc main.o -L. -lb -la

main.o: main.c 
	gcc main.c -c

liba.a: a.c
	gcc a.c -c
	ar -cr liba.a a.o

libb.a: b.c 
	gcc b.c -c
	ar -cr libb.a b.o 

clean:
	rm -fr *.o *.a *.so a.out

执行结果：

$ make ab
gcc main.c -c
gcc a.c -c
ar -cr liba.a a.o
gcc b.c -c
ar -cr libb.a b.o
gcc main.o -L. -la -lb
/usr/bin/ld: ./libb.a(b.o): in function `test':
b.c:(.text+0x0): multiple definition of `test'; ./liba.a(a.o):a.c:(.text+0x0): first defined here
collect2: error: ld returned 1 exit status
make: *** [Makefile:5: ab] Error 1
$ make ba
gcc main.o -L. -lb -la
/usr/bin/ld: ./liba.a(a.o): in function `test':
a.c:(.text+0x0): multiple definition of `test'; ./libb.a(b.o):b.c:(.text+0x0): first defined here
collect2: error: ld returned 1 exit status
make: *** [Makefile:8: ba] Error 1

解释如下：

链接过程同样是从左向右扫描目标文件和库中的符号，并维护Undefined符号表。在遇到main.o时，由于test函数和外部变量a、b都未定义，Undefined符号表中记录下这三项。接下来，如果先链接liba.a，则由liba.a提供test函数和变量a的定义，但此时还有变量b未解决，所以会继续链接后面的库。接下来是链接libb.a，libb.a中有变量b的定义，但还有一个test函数的定义，由于静态链接中没有全局符号介入问题，并且两个test函数的符号优先级相同，所以报重复定义错误。不管是先链接liba.a还是先链接libb.a都存在同样的问题。

测试3：静态链接-链接顺序影响链接结果

#include <stdio.h>

void testa(void) {
    printf("This is a\n");
}

#include <stdio.h>

extern void testa(void);

void testb(void) {
    testa();
}

#include <stdio.h>

extern void testb(void);

int main() {
    testb();
    return 0;
}

all:
	@echo "Please specify a target, try: make [ab | ba]"
	
ab: main.o liba.a libb.a
	gcc main.o -L. -la -lb

ba: main.o liba.a libb.a
	gcc main.o -L. -lb -la

main.o: main.c 
	gcc main.c -c

liba.a: a.c
	gcc a.c -c
	ar -cr liba.a a.o

libb.a: b.c 
	gcc b.c -c
	ar -cr libb.a b.o 

clean:
	rm -fr *.o *.a *.so a.out

执行结果：

$ make ab
gcc main.c -c
gcc a.c -c
ar -cr liba.a a.o
gcc b.c -c
ar -cr libb.a b.o
gcc main.o -L. -la -lb
/usr/bin/ld: ./libb.a(b.o): in function `testb':
b.c:(.text+0x9): undefined reference to `testa'
collect2: error: ld returned 1 exit status
make: *** [Makefile:5: ab] Error 1
$ make ba
gcc main.o -L. -lb -la
$ ./a.out
This is a

解释如下：

链接过程同样是从左向右扫描目标文件和库中的符号，并维护Undefined符号表。在遇到main.o时，由于testb函数未定义，Undefined符号表中记录下testb。接下来，如果先链接liba.a，由于liba.a中并没有提供testb函数，而此时链接器还没遇到libb.a，不知道libb.a需testa函数，所以链接器认为liba.a对整个链接过程没作用，直接抛弃掉了。接下来遇到libb.a，libb.a提供了testb函数的实现，但需要testa函数的实现，而前面的liba.a已经被抛弃了，所以报未定义错误。

以上过程如果反过来，先链接libb.a，再链接liba.a，则不会有问题。

总结起来就是，链接器链接时如果发现一个库对当前的链接没有作用，那就会跳过这个库，不管后续的库是否对这个库有依赖。

测试4：动态链接

#include <stdio.h>

void test(void) {
    printf("This is a\n");
}

#include <stdio.h>

void test(void) {
    printf("This is b\n");
}

#include <stdio.h>

extern void test(void);

int main() {
    test();
    return 0;
}

all:
	@echo "Please specify a target, try: make [ab | ba]"

ab: main.o liba.so libb.so
	gcc main.o -L. -la -lb -Wl,-rpath=.

ba: main.o liba.so libb.so
	gcc main.o -L. -lb -la -Wl,-rpath=.

main.o: main.c 
	gcc main.c -c

liba.so: a.c
	gcc -fPIC -shared a.c -o liba.so

libb.so: b.c 
	gcc -fPIC -shared b.c -o libb.so

clean:
	rm -fr *.o *.a *.so a.out

执行结果：

$ make ab
gcc main.c -c
gcc -fPIC -shared a.c -o liba.so
gcc -fPIC -shared b.c -o libb.so
gcc main.o -L. -la -lb -Wl,-rpath=.
$ ./a.out
This is a
$ make ba
gcc main.o -L. -lb -la -Wl,-rpath=.
$ ./a.out
This is b

结果解释：

同静态库，liba.so和libb.so只要链接一个就可以解决所有的符号冲突，整个链接过程就结束了，所以先链接哪个就用哪个的实现。

通过ldd命令查看生成的可执行文件中依赖的动态库也可以验证上面的结论，如下：

$ make ab
gcc main.o -L. -la -lb -Wl,-rpath=.
$ ldd a.out
        linux-vdso.so.1 (0x00007ffc593a0000)
        liba.so => ./liba.so (0x00007fa175d70000)
        libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007fa175b76000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fa175d7c000)
$ make ba
gcc main.o -L. -lb -la -Wl,-rpath=.
$ ldd a.out
        linux-vdso.so.1 (0x00007ffd41d2d000)
        libb.so => ./libb.so (0x00007fe5505b3000)
        libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007fe5503b9000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fe5505bf000)

可以看到，生成的可执行文件只会依赖liba.so或libb.so中的一个。

测试2：动态链接-符号冲突

#include <stdio.h>

int a = 1;

void test(void) {
    printf("This is a\n");
}

#include <stdio.h>

int b = 2;

void test(void) {
    printf("This is b\n");
}

#include <stdio.h>

extern void test(void);
extern int a;
extern int b;

int main() {
    test();
    printf("a=%d, b=%d\n", a, b);
    return 0;
}

all:
	@echo "Please specify a target, try: make [ab | ba]"

ab: main.o liba.so libb.so
	gcc main.o -L. -la -lb -Wl,-rpath=.

ba: main.o liba.so libb.so
	gcc main.o -L. -lb -la -Wl,-rpath=.

main.o: main.c 
	gcc main.c -c

liba.so: a.c
	gcc -fPIC -shared a.c -o liba.so

libb.so: b.c 
	gcc -fPIC -shared b.c -o libb.so

clean:
	rm -fr *.o *.a *.so a.out

执行