[개발 지식] C/C++ 외부 라이브러리 dll/lib 차이점

출처 : https://wnsgml972.github.io/setting/2018/11/01/dll_lib/

 

* dll/lib 차이점

둘다 외부의 코드를 사용하기 위한 라이브러리

dll은 동적 라이브러리, lib는 정적 라이브버리

dll은 Runtime 중에, lib는 Compile 할때 필요합니다.

 

* lib

- Link 단계에서 정적으로 라이브러리 파일을 추가합니다.

  일반적으로 실행 파일(exe)을 만들 때는 소스 코드를 컴파일하고 만들어진 obj 파일을 링커가 하나로 묶어 exe 파일을 만듭니다. 여기서 lib을 사용하면 링크 단계에서 링커가 이 lib파일도 같이 묶어서 하나의 exe 파일을 만들게 됩니다. 쉽게 말하면 우리가 컴파일에 성공해 만들어지는 exe 파일 안에 lib의 내용이 모두 들어가게 됩니다. 우리가 일반적으로 쓰는 stdio.h 같은 코드 덩어리도 실제 선언한 곳에 전부 들어가 있게 됩니다. 그렇기 때문에 많이 쓰이면 쓰일수록 파일이 무거워지게 되며, RAM에 메모리가 많이 올라가게 됩니다.

- 미리 컴파일된 헤더 pch와의 차이는?

  pch는 말 그대로 전처리기가 헤더 파일의 내용을 가져와서 컴파일러가 그 내용을 컴파일하지만, lib은 이미 컴파일된 obj 파일을 가지고 링커가 연결만 시켜줍니다. 또한 pch는 사용하고자 하는 곳에 모두 명시를 해야 하지만, lib은 하지 않아도 괜찮습니다. 다만 아까 말했듯이 많이 사용한다면 파일의 크기가 커지는 단점이 있습니다. -> (이러한 단점을 해결하기 위해 dll이 나왔습니다)

- 내 소스에 적용하기

  lib을 만들고 해당 소스를 외부의 다른 프로젝트에서 사용하려면 필요한 것은 2가지가 있습니다.

1) 링커에게 해당 lib의 경로를 알려준다.

2) 해당 include(header)의 경로를 알려준다.

 

* dll

  Link 단계에서 동적으로 라이브러리 파일을 추가합니다. dll은 lib과 달리 파일을 실행할 때 해당 링커가 dll의 위치를 알고 있다면 exe 파일에 내용이 포함되어 있지 않아도 실행이 가능합니다. 즉 동적인 링킹이 가능합니다. (dll은 프로세스의 주소 공간에 동적으로 로드가 가능하게 만들어져있기 때문입니다.)

- 동적 링킹으로 인한 장점은?

실행 파일의 메모리 절약이 가능합니다.

RAM 메모리 절약 또한 가능합니다. 2개 이상의 파일에서 하나의 dll 파일을 사용할 때 RAM에는 하나의 dll 파일만 올라가게 됩니다.

- 링킹의 방법

  dll은 프로세스의 주소 공간에 로드 되어야만 사용될 수 있는데, 로드 되는 방법에는 2가지가 있습니다.

(암시적 링킹) 실행 파일 자체에 어떤 dll의 어떤 함수를 사용하겠다는 정보를 포함시키고, 운영체제가 프로그램 실행 시 해당 함수들을 초기화한 후 그것을 이용하는 방법입니다.

(명시적 링킹) 프로그램이 실행 중일 때 dll 파일이 있는지 검사하고 동적으로 원하는 함수만 불러와서 쓰는 방법입니다.

- dll 파일의 사용

  명시적 링킹은 설명한 그대로 직접 코드를 통해 원하는 함수만 불러와서 사용하는 방법입니다. 더 구체적으로 말하면 함수 포인터를 얻어와서 사용하는 방법입니다. 일반적인 오픈 소스에서는 이런 방식을 이용하지 않고 암시적 링킹을 통해 제공하기 때문에 암시적 링킹에 대한 설명 방법을 알려드리도록 하겠습니다.
  암시적 링킹의 방법을 통해 dll 파일을 생성할 경우 총 2개의 파일이 만들어지게 됩니다. 하나는 *.dll이고, 다른 하나는 *.lib입니다. 여기서 만들어진 lib 파일은 위에서 설명한 정적 라이브러리가 아니라 dll을 통해 불러들일 함수가 들어있습니다.

- 내 소스에 적용하기

dll에서는 lib과 다르게 필요한 것이 총 3가지입니다.

1) lib 파일 (위의 정적 라이브러리가 아닙니다)

2) include(header) 파일

3) dll 파일

여기서 중요한 것은 dll 파일은 lib과 다르게, Compile과 실행에 필요한 것이 다르다는 것입니다.

(Compile 하기) Compile 할 때는 lib과 마찬가지로 링커에게 해당 lib의 경로를 알려준 후, 해당 헤더 파일(include)의 경로를 알려주면 Compile에 성공합니다. 하지만 실행하려 할 경우 해당 dll이 없다며 실패합니다. 해당 함수의 실체인 dll을 exe 파일이 모르기 때문입니다.

(실행하기) 따라서 해당 파일을 실행하기 위해선 exe 파일이 실행할 때 필요한 dll 파일을 연결해줘야 합니다.

(왜 lib(정적 라이브러리)는 실행에 필요한 과정이 없을까?) 위에서 주의 깊게 읽으셨다면 잘 알겠지만 lib(정적 라이브러리)의 경우에는 해당 파일의 실체가 다 exe 파일 안에 들어가게 됩니다.