Question

环境：linux x64，编译器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

在程序结束时，“sobj”被破坏两次。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。我认为这是因为某些符号重叠。

这场冲突的解决方案是什么？也许一些链接选项？

以下是测试用例：

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 )

该示例在Windows上运行正常，但在Linux上 - 存在问题。由于它在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：

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;

到

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

问题将消失。 Linux操作系统：

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”更改为本地符号“b”。

不是将“属性（（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gcc的行为更像Windows环境。

Answer 2

TL; DR：您不应将库作为静态依赖项链接一次，也不应将其作为动态依赖项链接。

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

C ++标准库提供了一个标准工具，用于在程序关闭期间（在 main结束之后）以atexit格式安排执行函数。

行为相对简单，atexit基本上构建了一堆回调，因此将以其调度的 reverse 顺序执行它们。

每当构造一个静态变量时，在构造结束后立即在atexit堆栈中注册一个回调以在关闭期间销毁它。

静态变量在静态链接库和动态链接库中时会发生什么？

尝试存在两次。

每个图书馆都有：

为变量保留的内存区域，由相应的符号（变量的错位名称）指向，
加载部分中的一个条目，用于构建变量，并安排其销毁。

令人惊讶的是符号解析在加载程序中的工作方式。本质上，加载器以先到先得的方式构建符号和位置（指针）之间的映射。

但是，加载/卸载部分是无名的，因此每个部分都是完整执行的。

因此：

静态变量是第一次构建，
静态变量第二次构造而第一次（泄漏），
静态变量第一次被破坏，
静态变量第二次被破坏;这通常是检测到问题的地方。

那又怎样？

解决方案很简单：不链接静态库A（直接）和动态库B也链接到A（动态或静态）。

根据用例，您可以：

静态链接B，
动态链接A和B.

因为它在Windows上运行正常，解决方案应该像更改某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。

如果您真的需要两个独立的静态变量实例，除了重构代码之外，还可以隐藏动态库中的符号。

此Windows的默认行为，这就是为什么需要DLLExport属性的原因，以及为什么CTest::test忘记了Windows上的行为是不同的。

但请注意，如果您选择此行为，此项目的任何未来维护者都会大声诅咒您。没有人希望静态变量有多个实例。

Answer 3

顺便说一句，如果在函数stat_useStatic中定义静态var，那么它将只是linux中整个程序中静态var的一个实例（但Windows中的两个实例） - 这就是我们用来解决这个问题的方法。这是更改

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：

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

正如您所看到的，linux只创建了一个静态var，但是windows创建了两个实例。

真的，看起来linux不应该在第一种情况下双重创建和双重破坏静态var，通过它的逻辑，与第二种情况相同（静态var在func内）。

使用函数local static var而不是class static只是解决方法，而不是真正的解决方案。因为库源不可用。

Answer 4

很难说没有看到任何代码，但是这个领域（动态加载的库）确实没有被标准明确涵盖，所以不同的实现很可能会以不同的方式处理不同的情况。

您是否可以避免这种混淆，例如为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命令行选项定义的静态对象）？

c ++ linux双重破坏静态变量。链接符号重叠

4 个答案: