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Bibliothèque (logiciel)

En informatique, une bibliothèque logicielle est un ensemble de code regroupé pour réaliser un groupe de tâches du même domaine. Les bibliothèques logicielles se distinguent des exécutables dans la mesure où elles ne sont pas des programmes indépendants ; elles sont plutôt du code « assistant » un programme indépendant en lui fournissant des services.

Le nom français vient du mot bibliothèque, dans le sens où il désigne une collection de fonctions généralement organisées thématiquement.

On parle aussi parfois de librairie, mais il s'agit d'un abus de langage résultant d'une mauvaise traduction du faux ami en anglais library.

Liste partielle de sujets à compléter

Application Programming Interface

Il s'agit de la partie externe d'une bibliothèque ou d'un ensemble de bibliothèques, permettant au programmeur de choisir parmi les fonctions disponibles celle qui va lui rendre le service dont il a besoin. Les APIs se présentent comme une liste des noms des fonctions disponibles, avec une documentation sur les paramètres à leur fournir et sur les résultats qu'elles fournissent.

Mise en œuvre des bibliothèques

Pour que le code exécutable puisse accéder aux instructions d'une fonction d'une bilbliothèque qu'il utilise, il faut que chaque appel de fonction dans le code soit associé à l'adresse effective de la première instruction de la fonction appelée dans la bibliothèque.

Pour cela, il existe plusieurs méthodes et outils, qui interviennent après l'étape de compilation :

• l'édition de liens assure la mise en place, dans le code exécutable de l'application, des instructions de branchement vers les fonctions externes (issues d'une ou de plusieurs bibliothèques)
• un chargeur permet, lors de l'exécution du programme, d'amener en mémoire les parties de code des bibliothèques utilisées, de sorte que lorsqu'une fonction est appelée, son code soit disponible en mémoire.

Le chargement des bibliothèques peut survenir de deux manières :

• une bibliothèque chargée dynamiquement voit son code exécutable chargé à la volée lors d'un appel par le programme qui en exploite une fonction. Ce chargement peut même, dans certains cas, être réduit aux seules parties de code correspondant aux fonctions appelées.
• une bibliothèque chargée statiquement voit tout son code chargé en même temps que le code de l'application utilisatrice.

Autre forme de mise en œuvre : voir l'article application binary interface.

Une bibliothèque est en principe partagée par le système d'exploitation afin de ne pas dupliquer son code dans toutes les applications y faisant appel. Voir cependant la possibiité de versions simultanées

Conception et organisation des bibliothèques

L'organisation classique des blibliothèques passe par un découpage thématique des fonctions, permettant à l'utilisateur de retrouver plus facilement la fonction dont il a besoin. Ce découpage thématique permet de classer les bibliothèques selon les services qu'elles rendent :

• Bibliothèques de bas niveau : elles fournissent des services d'interface avec le système d'exploitation, avec les périphériques, ou fournissent des outils génériques :
  • bibliothèques d'entrées/sorties : fonctions de lecture et d'écriture de fichiers, de périphériques d'entrée/sortie comme le clavier, l'écran, etc.
  • gestion de structures de données,
• Bibliothèques de haut niveau (aussi appelées bibliothèques métier) : les fonctions qu'elles contiennent sont propres à une activité spécifique :
  • boîtes à outils graphiques : ensemble de fonctions permettant de gérer, d'animer et d'afficher des objets graphiques complexes (par exemple : OpenGL),
  • bibliothèques d'opérateurs de traitement d'image : ensemble de fonctions destinées à structurer l'information dans une image à des fins d'analyse,
• Autres bibliothèques :
  • combinateurs en programmation fonctionnelle,
  • protocoles de métaprogrammation.

Versions simultanées

Lors du remplacement d'une version de bibliothèque par une autre, il arrive que certains programmes fonctionnant avec l'ancienne version ne puissent plus fonctionner avec la nouvelle. Comme ce problème était récurrent depuis les années 1960, les systèmes d'exploitation modernes comme Linux permettent la coexistence sans contradiction de plusieurs versions de bibliothèque, au prix d'un léger surencombrement du disque et de la mémoire centrale.