理解C/C++运行时库 - 独钓寒江雪

运行时库（Runtime library）通俗的说就是我们的程序运行的时候所依赖的库文件。在 Windows 平台，这些库由微软提供，并以 2 种形式提供：静态库(lib)、动态库(lib+dll)，每个库还分别提供了 Debug 和 Release 两个版本。

一、什么是运行时库

C/C++运行时库从形式上来讲和我们自己开发的静态库、动态库没什么两样，只是它们由微软开发和维护，并提供了一些常用的功能支持（如malloc, free, printf等等），如果我们的程序需要使用这些功能（事实上，只要是 C/C++程序就一定会用到运行时库提供的功能），就要链接 C/C++运行时库。我们可以自主选择是链接“静态库”还是“动态库”，是链接“debug 版本”的还是“release 版本”的。

二、如何链接运行时库

大家可能注意到我们在平时开发中从来没有显式的来链接这些库，这是为什么了？
因为我们的编译器为我们提供了便利，我们只需要向编译器指定特定的编译选项（如MT、MD、MTd、MDd），编译器就会自动链接对应的库。

同时，编译器会根据MT和MD来定义相应的预处理宏：MT 对应 _MT宏，MD对应_MD宏。

例如，我们通过Visual Studio开发 C/C++程序时，在工程属性中配置“运行库”为MT、MD、MTd、MDd中的一个：

就相当于间接的向编译器指定编译选项和定义相应的宏。

三、不同版本和形态的运行时库

3.1 运行时库对应的文件

下表列出各种编译选项的含义以及对应的库文件：

类型	全称	含义	对应的库文件	备注
ML	Single-Threaded	Release 版的单线程静态库	`libc.lib`	从 VS2005 起被废弃
MLd	Single-Threaded Debug	Debug 版的单线程静态库	`libcd.lib`	从 VS2005 起被废弃
MT	Multi-threaded	Release 版的多线程静态库	`libcmt.lib`
MTd	Multi-threaded Debug	Debug 版的多线程静态库	`libcmtd.lib`
MD	Multi-threaded DLL	Release 版的多线程动态库	`msvcrt.lib + msvcrxxx.dll` `msvcprt.lib+msvcpxxx.dll`
MDd	Multi-threaded DLL Debug	Debug 版的多线程动态库	`msvcrtd.lib + msvcrxxxd.dll` `msvcprtd.lib + msvcpxxxd.dll`

如果计算机上安装了多个版本的 VC++运行环境（或者多个版本的 Visual Studio），则相同名称的 lib 或 dll 就会存在多份。如msvcrt.lib文件：

3.2 运行时库文件命名规则

MSVCRT

微软的C语言运行时库，以msvcr100d.dll为例：

ms = Microsoft
v = Visual
c = C Program
r = Run-time
100 = Version
d = Debug   (不带d即为release版本)

UCRT

微软开发的通用C语言运行时库，从Visual Studio 2015开始使用 Universal CRT 来取代上面介绍的MSVCRT，简称 UCRT，Windows 8 及以上系统会自带该运行时库。

系统自带的运行时文件位于C:\Windows\System32和C:\Windows\SysWOW64目录。

如果安装了Windows SDK，运行时文件还会存在于如下目录：

1	C:\Program Files (x86)\Windows Kits\10\Redist\XXX.XXX.XXX.XXX\ucrt\DLLs

MSVCP

微软C++运行时库，以msvcp100d.dll为例：

ms = Microsoft
v = Visual
cp = C Plus Plus 即C++
100 = Version
d = Debug   (不带d即为release版本)

从 Visual Studio 2015 开始，版本号固定为140，有如下三个文件：

msvcp140.dll
msvcp140_1.dll (the memory_resource satellite)
msvcp140_2.dll (the special math satellite)

由于微软的 STL 是开源的，因此每个文件提供的具体功能，可以参考 STL 的 CMakeLists.txt。

四、运行时库使用注意事项

不要混合使用运行时库的静态库版和动态库版。
不要混合使用运行时库的debug版和release版。
不要混合使用 Visual Studio 2013 及更早版本的运行时库，但在 Visual Studio 2015 及更高版本中提供的运行时库可以保证二进制兼容。

参考我的另外一篇文章：MSVC版本的二进制兼容性

五、Visual Studio及MSVC版本

微软从1998年发布Visual C++ 6.0以来，基本上是以每2年一个IDE的速度发布新的开发平台。

Microsoft Visual C++ 编译器版本由四个字段组成：

M - 主版本（两位数）
N - 次要版本（两位数）
B - 内部版本（五位数）
R - 修订版本

Microsoft 特定的编译器宏按以下方式对这些字段进行编码：

_MSC_VER = MMNN
_MSC_FULL_VER = MMNNBBBBB
_MSC_BUILD = R

IDE	发布时间	工具集版本	_MSC_VER宏	MSVC++	系统支持
Visual C++ 6.0	1998	V60	1200	MSVC++ 6.0	XP+
Visual Studio 2002	2002	V70	1300	MSVC++ 7.0	XP+
Visual Studio 2003	2003	V71	1310	MSVC++ 7.1	XP+
Visual Studio 2005	2005	V80	1400	MSVC++ 8.0	XP+
Visual Studio 2008	2008	V90	1500	MSVC++ 9.0	XP+
Visual Studio 2010	2010	V100	1600	MSVC++ 10.0	XP+
Visual Studio 2012	2012	V110	1700	MSVC++ 11.0	XP+
Visual Studio 2013	2013	V120	1800	MSVC++ 12.0	Win7+
Visual Studio 2015	2015	V140	1900	MSVC++ 14.0	Win7+
Visual Studio 2017	2017	V141	1910 ~ 1916	MSVC++ 14.1	Win7+
Visual Studio 2019	2019	V142	1920 ~ 1929	MSVC++ 14.2	Win7+
Visual Studio 2022	2022	V143	1930 ~ 1940 (可能还会增加)	MSVC++ 14.3	Win7+