Statisches versus dynamisches Linken: Welche Option ist besser

Was ist statisches Linken?

Beim statischen Linken werden alle Bibliotheken, die Ihr Programm benötigt, direkt in die endgültige ausführbare Datei kopiert. Dies geschieht direkt am Ende der Kompilierung und wird von einem Linker durchgeführt.

Zunächst kombiniert der Linker den Programmcode mit allen erforderlichen Bibliotheken. Sobald dies abgeschlossen ist, wird alles in eine ausführbare Datei kompiliert. Wenn das Programm installiert wird, werden alle erforderlichen Bibliotheken in den Speicher geladen.

An dieser Stelle kommt der Begriff „statisch“ ins Spiel. Da nun alles zusammen ausgeliefert wird, müssen Sie diesen ganzen Prozess erneut durchführen, wenn Änderungen an den externen Bibliotheken vorgenommen werden.

Das hört sich nach einem langwierigen Prozess an, aber die Verwendung von statischem Linking hat mehrere Vorteile.

• Statisches Linken kann den Prozess der Verteilung von Binärdateien an mehrere Umgebungen oder Betriebssysteme vereinfachen, da das Programm bereits alles hat, was es zum Ausführen braucht.
• Statisches Linking kann je nach Komplexität des Programms zu einem etwas schnelleren Start führen. Auch die Wahrscheinlichkeit von Kompatibilitätsproblemen ist dadurch geringer.
  

Aber statisches Linken hat auch seine Nachteile.

Da Sie alle Bibliotheken in einer einzigen ausführbaren Datei kompilieren und ausliefern, kann das Programm viel größer sein und viele Ressourcen verbrauchen. Dazu gehören Cache, RAM und Festplattenplatz.

Was ist dynamisches Linken?

Beim dynamischen Linking werden externe oder gemeinsam genutzte Bibliotheken direkt zur Laufzeit namentlich in die ausführbare Datei kopiert. Erst dann werden alle erforderlichen Bibliotheken vom Betriebssystem in den Speicher geladen.

Beim dynamischen Linking findet das Betriebssystem die externen Bibliotheken, wenn das Programm ausgeführt wird. Sollten sich Änderungen an den nun in den Speicher geladenen Bibliotheken ergeben, muss die ausführbare Datei nicht neu kompiliert und als neue ausführbare Datei ausgeliefert werden.

Dynamisches Linking hat eine Reihe von Vorteilen.

• Wenn eine gemeinsam genutzte Bibliothek bereits im Betriebssystem vorhanden ist, kann die Startzeit verkürzt werden.
• Dynamisches Linken führt zu kleineren Dateigrößen. Der Code der verlinkten Bibliotheken muss nicht mit der ausführbaren Datei ausgeliefert werden. Das bedeutet weniger Ressourcenverbrauch, z. B. Festplattenplatz oder RAM.
• Sie können Routinen in Bibliotheken aktualisieren, ohne sie neu verknüpfen zu müssen, d. h. Fehlerbehebungen und andere Änderungen können ausgeführt werden, ohne dass eine neue ausführbare Datei geliefert werden muss.
• Es entstehen geringere Wartungskosten und ein geringerer Supportbedarf.

Auch wenn es insgesamt effizienter klingt, birgt die dynamische Verknüpfung auch eine Reihe von Nachteilen.

• Das Entfernen einer Bibliothek kann zum Abbruch des Programms führen. Oder wenn Änderungen an einer Bibliothek vorgenommen werden, kann es zu Kompatibilitätsproblemen kommen, die eine Überarbeitung der Anwendung erforderlich machen.
• Wenn Sie einen unflexiblen dynamischen Linker verwenden, kann es passieren, dass das Programm gar nicht mehr startet oder nicht richtig funktioniert.

Da Sie nun die Vor- und Nachteile beider Methoden kennen, wollen wir diese beiden Linking-Methoden miteinander vergleichen.

Statisches versus dynamisches Linken

Beim statischen Linking werden die Bibliotheken als Teil des Build-Prozesses in Ihre Anwendung oder Ihr Programm kompiliert. Bei der dynamischen Verknüpfung wartet das Betriebssystem ab und lädt die gemeinsam genutzten Bibliotheken erst dann in den Speicher, wenn die Anwendung gestartet wird.

Diese beiden Linking-Prozesse unterscheiden sich in der Art und Weise, wie sie erstellt, ausgeliefert und verwaltet werden. Der Unterschied zwischen statischem und dynamischem Linking ist jedoch nicht nur eine Frage der Vorlieben oder der Benutzererfahrung. Die Entscheidung hängt von den jeweiligen Anwendungsfällen ab, z. B. davon, was Sie entwickeln und wo Sie es bereitstellen werden.

Manchmal wird Ihnen die Entscheidung für das eine oder das andere aus der Hand genommen.

Aber wie entscheiden Sie sich, wenn die Entscheidung Ihnen überlassen bleibt?

• Wenn es auf die Leistung ankommt, sollten Sie das dynamische Linking in Betracht ziehen. Wenn mehrere Programme dieselben gemeinsam genutzten Bibliotheken verwenden, kann dynamisches Linking eine statisch gelinkte Anwendung übertreffen.
• Überlegen Sie, ob Ihr Programm viele Bibliotheksaufrufe tätigt oder viele kleine Aufrufe von Bibliotheksroutinen. In diesem Fall können statisch gelinkte Programme besser abschneiden.
  

Eine weitere Überlegung betrifft den Umfang und die Häufigkeit der von Ihnen erwarteten Aktualisierungen. Die Auslieferung von Fehlerbehebungen und Updates ist bei statisch gelinkten Programmen weit weniger effizient. Sie müssten jedes Mal die gesamte ausführbare Datei neu kompilieren und versenden.

Bei der dynamischen Verknüpfung laden die Benutzer bei jedem Programmstart die neueste Version, da die neueste Version der Bibliotheken aufgerufen wird. Sie können also die erforderlichen Änderungen vornehmen, ohne alles neu kompilieren zu müssen.

Fazit

Statisches und dynamisches Linking sind zwei grundverschiedene Wege, ein Programm zu kompilieren und auszuliefern. Jede hat ihre eigenen Vorzüge und Vorteile in Bezug auf die Ladezeit, die Gesamtleistung und die Einfachheit der Aktualisierung.

Welche Methode Sie wählen, hängt von Ihrem Anwendungsfall und dem Ort ab, an dem Sie Ihre Anwendung bereitstellen möchten. Bevor Sie sich entscheiden, sollten Sie die Auswirkungen auf die verschiedenen Betriebssysteme, die Benutzerfreundlichkeit und die Möglichkeit, Patches und Updates schnell bereitzustellen, sorgfältig abwägen.