c ++ linux双重破坏静态变量.链接符号重叠

Question

环境:linux x64,编译器gcc 4.x

项目有以下结构:

static library "slib"
-- inside this library, there is static object "sobj"

dynamic library "dlib"
-- links statically "slib"

executable "exe":
-- links "slib" statically
-- links "dlib" dynamically

在节目结束时,"sobj"被毁坏两次.这种行为是预期的,但是它在相同的内存地址被破坏了两次,即在析构函数中也是"this" - 因此存在双重破坏问题.我认为这是由于一些符号重叠.

这场冲突的解决方案是什么？也许一些链接选项？

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这是测试用例:

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main_exe.cpp

#include <cstdlib>

#include "static_lib.h"
#include "dynamic_lib.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    stat_useStatic();
    din_useStatic();
    return EXIT_SUCCESS;
}

---

static_lib.h

#ifndef STATIC_LIB_H
#define STATIC_LIB_H

#include <cstdio>

void stat_useStatic();
struct CTest
{
    CTest(): status(isAlive)
    {
        printf("CTest() this=%d\n",this);
    }
    ~CTest()
    {
        printf("~CTest() this=%d, %s\n",this,status==isAlive?"is Alive":"is Dead");
        status=isDead;
    }
    void use()
    {
        printf("use\n");
    }
    static const int isAlive=12385423;
    static const int isDead=6543421;
    int status;

    static CTest test;
};

#endif

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static_lib.cpp

#include "static_lib.h"

CTest CTest::test;

void stat_useStatic()
{
    CTest::test.use();
}

---

dynamic_lib.h

#ifndef DYNAMIC_LIB_H
#define DYNAMIC_LIB_H

#include "static_lib.h"

#ifdef WIN32
#define DLLExport __declspec(dllexport)
#else
#define DLLExport 
#endif
DLLExport void din_useStatic();


#endif

---

dynamic_lib.cpp

#include "dynamic_lib.h"

DLLExport void din_useStatic()
{
    CTest::test.use();
}

---

的CMakeLists.txt

project( StaticProblem )
cmake_minimum_required(VERSION 2.6)
if(WIN32)
else(WIN32)
    ADD_DEFINITIONS(-fPIC)
endif(WIN32)

ADD_LIBRARY( static_lib  STATIC static_lib.cpp static_lib.h)

ADD_LIBRARY( dynamic_lib SHARED dynamic_lib.cpp dynamic_lib.h)
TARGET_LINK_LIBRARIES( dynamic_lib static_lib )

ADD_EXECUTABLE( main_exe main_exe.cpp )
TARGET_LINK_LIBRARIES( main_exe static_lib dynamic_lib )

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这个例子在Windows上工作正常,但在Linux上 - 有问题.因为它在Windows上运行正常,解决方案应该像更改一些链接选项或类似的东西,但不能更改项目结构或不使用静态变量.

输出:

视窗

CTest() this=268472624
CTest() this=4231488
use
use
~CTest() this=4231488, is Alive
~CTest() this=268472624, is Alive

Linux的

CTest() this=6296204
CTest() this=6296204
use
use
~CTest() this=6296204, is Alive
~CTest() this=6296204, is Dead

Answer 1

好的,我找到了解决方案:

http://gcc.gnu.org/wiki/Visibility

例如,如果改变

static CTest test;

至

__attribute__ ((visibility ("hidden"))) static CTest test;

问题会消失.Linux的:

CTest() this=-1646158468
CTest() this=6296196
use
use
~CTest() this=6296196, is Alive
~CTest() this=-1646158468, is Alive

修复前的nm输出为:

0000000000200dd4 B _ZN5CTest4testE

修复后:

0000000000200d7c b _ZN5CTest4testE

差异将全局符号"B"改变为本地符号"b".

不是将" attribute((visibility("hidden")))"添加到符号中,而是可以使用编译器选项"-fvisibility = hidden".该选项使得gcc的行为更像Windows环境.

Answer 2

TL; DR：不应将库一次作为静态依赖项链接，而一次不应将其链接为动态依赖项。

在Itanium ABI（由clang，gcc，icc ...使用）中如何执行静态变量的析构函数？

C ++标准库提供了一种标准功能，可以以程序形式在程序关闭期间（在 main结束之后）调度功能的执行atexit。

行为是相对简单的，atexit基本上建立了一个回调堆栈，因此将以其调度的相反顺序执行它们。

每当构造静态变量时，构造结束后，都会立即在atexit堆栈中注册一个回调以在关机期间销毁它。

当一个静态变量存在，会发生什么情况都在一个静态链接库和动态链接库？

它尝试存在两次。

每个库将具有：

• 为变量保留的存储区，由相应的符号（变量的错误名称）指向，
• 加载部分中的一个条目以构建变量并计划其销毁。

惊奇来自于加载程序中符号解析的工作方式。本质上，加载程序在先到先服务的基础上建立符号和位置（指针）之间的映射。

但是，加载/卸载部分是无名的，因此每个部分都完整执行。

因此：

• 静态变量是第一次构造的，
• 静态变量是在第一个变量上第二次构造的（已泄漏），
• 静态变量是第一次被破坏的，
• 静态变量被第二次破坏；通常在检测到问题的地方。

所以呢？

解决方案很简单：不要同时链接静态库A（直接）和动态库B，也不要链接A（动态或静态）。

根据使用情况，您可以：

• 与B静态链接，
• 动态链接到A和B。

由于它在Windows上可以正常工作，因此解决方案应类似于更改某些链接选项或类似内容，而不更改项目结构或不使用静态var。

在极少数情况下，您确实需要静态变量的两个独立实例，除了重构代码外，还可以将符号隐藏在动态库中。

Windows的默认行为，这就是为什么在DLLExport此处需要该属性以及为什么由于CTest::testWindows上的行为而将其遗忘的原因不同的原因。

但是请注意，如果您选择这种行为，则该项目的任何未来维护者都会大声咒骂您。没有人期望静态变量具有多个实例。