c ++ linux双重破坏静态variables。 链接符号重叠

环境:linux x64,编译gcc 4.x

项目具有以下结构:

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”被破坏了两次。 这种行为是可以预料的,但是它在相同的内存地址被破坏了两次,也就是析构函数中的这个“相同”,导致了双重破坏的问题。 我认为这是由于一些符号重叠。

冲突的解决scheme是什么? 也许有一些链接选项?


这里是testing用例:


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 

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 ) 

这个例子工作正常,在Windows上,但在Linux上 – 有问题。 因为它在Windows上工作正常,解决scheme应该像改变一些链接选项或类似的东西,但不改变项目结构或不使用静态variables。

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 

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好的,我找到了解决办法:

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

例如,如果改变

 static CTest test; 

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

问题将会消失。 Linux的:

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

在修复之前nm输出是:

 0000000000200dd4 B _ZN5CTest4testE 

修复后:

 0000000000200d7c b _ZN5CTest4testE 

差异是将全局符号“B”更改为本地符号“b”。

而不是将“ 属性 ((visibility(”hidden“)))”添加到符号,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。

顺便说一下,如果在函数stat_useStatic中定义静态变量var,那么在linux中的整个程序(而是Windows中的两个实例)中将只是该静态变量的一个实例 – 而我们正在使用这个函数来解决这个问题。 这是变化

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

现在,Linux和Windows的行为差异更大:

视窗

 CTest() this=268476728 CTest() this=4235592 CTest() this=4235584 use use CTest() this=268476720 use use use ~CTest() this=4235584, is Alive ~CTest() this=4235592, is Alive ~CTest() this=268476720, is Alive ~CTest() this=268476728, is Alive 

Linux的

 CTest() this=6296376 CTest() this=6296376 CTest() this=6296392 use use use use use ~CTest() this=6296392, is Alive ~CTest() this=6296376, is Alive ~CTest() this=6296376, is Dead 

正如你所看到的,linux只创建一个静态变量,但是windows创建两个实例。

实际上,它看起来像Linux不应该在第一种情况下,通过它的逻辑,第二种情况(func中的静态变量)相同的情况下,双重创建和双重破坏静态var。

使用函数本地静态var的而不是类静态只是解决方法,而不是真正的解决方案。 由于库源可能不可用。

很难说没有看到任何代码,但这个领土(动态加载库)确实没有明确的标准覆盖,所以很可能不同的实现将不同地处理副案例。

难道你不能只是避免这种混淆,例如通过对静态库的两个实例使用不同的命名空间(例如,通过使命名空间用于由命令行选项定义的静态对象)?

TL; DR:你不应该把一个库作为一个静态的依赖关系,而只是一个动态的依赖关系。


如何在Itanium ABI(由clang,gcc,icc …使用)中执行静态变量的析构函数?

C ++标准库提供了一个标准的工具,用于在程序关闭(main结束之后)以atexit格式执行一个函数。

行为是相对简单的, atexit基本上建立一堆回调,并因此将执行他们的调度相反的顺序。

每当一个静态变量被构造时,在其构造结束后立即在atexit堆栈中注册一个回调以在关闭期间销毁它。


静态链接库和动态链接库中存在静态变量时会发生什么?

试图存在两次。

每个图书馆将有:

  • 一个为变量保留的内存区域,由相应的符号指向(变量的重名),
  • 加载部分中的条目以构建变量,并计划其销毁。

惊喜来自符号解析在装载机中的工作方式。 本质上,加载器以先到先得的方式在符号和位置(指针)之间建立一个映射。

然而,加载/卸载部分是无名的,因此它们中的每一个都被完全执行。

因此:

  • 静态变量是第一次构造的,
  • 静态变量是第一次构建的(泄露的)
  • 静态变量第一次被破坏,
  • 静态变量被第二次破坏; 这通常是检测到问题的地方。

所以呢?

解决方法很简单:不要链接静态库A(直接)和动态库B(链接A(动态或静态))。

根据使用情况,您可以:

  • 与B静态链接,
  • 与A和B动态链接

因为它在Windows上工作正常,解决方案应该像改变一些链接选项或类似的东西,而不是改变项目结构或不使用静态变量。

在极少数情况下,如果真的需要静态变量的两个独立实例,除了重构代码之外,还可以在动态库中隐藏这些符号。

这个Windows的默认行为,这就是为什么DLLExport属性是必需的,为什么因为它被忘记了CTest::test在Windows上的行为是不同的。

但是请注意,如果你选择这个行为,这个项目的任何未来的维护者都会大声诅咒你。 没有人希望一个静态变量有多个实例。