为何链接static库与shared库生成的executable文件大小一致？

我学习静态库（static）与动态库（shared）的区别时了解到：链接静态库生成的可执行文件体积更大，因为静态库会直接成为可执行文件的一部分；而链接动态库时，动态库并不会并入可执行文件，而是在运行时完成链接。但实际测试中，我分别链接两种库生成的可执行文件大小完全相同，以下是我的测试代码：

测试代码 #

root/CMakeLists.txt #

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
project(hello_world)
add_executable(my_app main.cpp)
add_subdirectory( ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/lib )
target_link_libraries(my_app   PRIVATE   my_lib)
target_include_directories(my_app PRIVATE ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/../include)

main.cpp #

#include<iostream>
#include "mymath.h"

int main() {
    std::cout<<sum(2,4)<<std::endl;
    std::cout<<mul(2,4);
}

lib/CMakeLists.txt #

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
add_library(my_lib SHARED math.cpp) // 改成STATIC后，my_app的大小也没变化
target_include_directories(my_lib PRIVATE ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/../../include)

lib/math.cpp #

#include<iostream>
#include "mymath.h"
int sum(int a, int b) {
return a+b;
}
int mul(int a, int b) {
return a*b;
}

原因分析 #

1. 编译器内联优化：sum和mul是极简单的函数，编译器默认开启的优化（如-O2）会直接将这些函数的代码内联到main函数中，完全没有实际链接库文件里的代码。不管是静态库还是动态库，可执行文件都直接包含内联后的计算逻辑，因此大小一致。
2. 静态库链接特性：静态库是目标文件集合，链接器只会打包可执行文件用到的部分，但函数被内联后，链接器甚至不会读取静态库中的对应目标文件。
3. 动态库符号处理：链接动态库时，若函数被内联，可执行文件不会依赖动态库中的符号，而是直接包含内联代码，所以大小和静态库链接的情况无差异。

验证方法 #

• 关闭编译器优化：在CMakeLists.txt中添加set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -O0")，强制关闭优化，让编译器无法内联简单函数。
• 增加库函数复杂度：在sum或mul中添加循环、内存操作等复杂逻辑，使编译器无法内联，此时再对比两种库生成的可执行文件大小，就能看到明显差异。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Vivek Mangal