C++ 静态库中的共享全局变量

Posted 2023-02-17

【中文标题】C++ 静态库中的共享全局变量

【英文标题】：Shared global variable in C++ static library

【发布时间】：2010-07-06 14:09:05

【问题描述】：

我有一个 MS C++ 项目（我们称之为项目 A），我目前正在将其编译为静态库 (.lib)。它定义了一个全局变量 foo。我有另外两个单独编译的项目（分别称为 B 和 C），每个项目都链接共享静态库 A。B 和 C 都是最终在同一个进程中加载​​的 dll。我想在同一进程中在 B 和 C 之间共享来自 A 的 foo 的单个实例：单例。我不确定如何在这里使用项目 A 完成单例模式，因为它是分别静态编译成 B 和 C 的。如果我在 B 和 C 中都将 foo 声明为 extern，我最终会在 B 和 C 中得到不同的实例。使用带有静态 getInstance 方法的标准、简单的单例类模式会导致两个静态 foo 实例化。

当项目 A 被静态编译成 B 和 C 时，有什么办法可以做到这一点？还是我必须让 A 成为 DLL？

【问题讨论】：

“如果我在 B 和 C 中都将 foo 声明为 extern，我最终会在 B 和 C 中得到不同的实例。” - 这是真的吗？

这似乎是真的 - 这是我在调试时单步执行程序时观察到的行为。我看到 foo 的构造函数被调用了两次，并且外部变量 g_Foo 在两个模块 B 和 C 中的地址不同。应该不是这种情况吗？

How to implement process-global variable in C++?的可能重复

@Zach - 我不这么认为。在这种情况下，变量需要是跨进程的。仅仅因为它在 DLL 中是静态全局的，并不意味着不同的进程映像具有相同的实例。每个图像都有自己的实例。

@Ragster，嗯，我认为我当时的问题并不清楚（或者我可能不完全理解你在说什么）。对于给定的进程，我真的只需要一个实例（它不需要跨进程可见）。或者我不太明白你所说的过程图像是什么意思......谢谢！

【参考方案1】：

是的，您必须将 A 设为共享 DLL，否则将其定义为 B 和 C 中的外部并静态链接所有三个。

【讨论】：

您能否详细说明“静态链接所有三个”的含义？我目前正在将 A 静态链接到 B 和 C 并在 B 和 C 中声明 foo extern，但我最终在运行时得到了 foo 的多个定义。我认为您是说我需要将 A 和 B 静态链接到 C（或 A 和 C 静态链接到 B），或者将 A、B 和 C 静态链接到另一个库。那准确吗？谢谢！

最后一个，除了用“最终的可执行文件”替换“另一个库”。不要将任何库链接在一起。相反，将 A、B 和 C 静态链接到您的最终可执行文件。在 B 或 C 中使用的来自 A 的任何符号都应在 B 和 C 中声明为 extern，但未定义。如果你将 A、B 和 C 链接到另一个共享库，你只需要确保这个库封装了来自 A 的单例，因为如果 A 静态链接到可执行文件并且可执行文件直接访问 A 的静态数据，它将得到与 lib 不同的副本。

【参考方案2】：

不 - 它们不共享。

来自 Richter 的“Windows via C/C++”（p583）：

当一个进程映射一个 DLL 映像文件时 到它的地址空间空间中， 系统创建全局实例 和静态数据变量。

因此，如果您需要在多个可执行文件之间共享资源，则需要创建某种共享内核对象。我建议创建一个命名文件映射，然后您可以使用该映射从单独的进程中读取和写入（当然要使用适当的 Mutex 排除。）

【讨论】：

您的观察总体上是正确的，但您监督了 OP 的一项重要声明：“B 和 C 都是 dll，最终在同一进程中加载​​ .” 因此，它可以通过 DLL 共享。这里的问题是静态链接。

顺便说一句，跨进程的共享可以很容易地实现，如下所述：***.com/a/7705793/3723423

【参考方案3】：

我确实遇到了这个问题：

我有 A.EXE 与 B.LIB 链接。 我有 C.DLL 也与 B.LIB 链接。

如您所见，这两个程序是与 B.LIB 链接的

现在，当需要时，A.exe 会加载 C.DLL。 加载后，A.EXE 和 C.DLL 各有独立的 B.LIB 代码和数据

问题可能有一个 B.LIB “fantom” 与 C.DLL 链接以使用 A.exe 中已经加载的内容？

我认为没有。这是Window的限制。如果我没记错的话，在Linux中你可以。这是 GCC 的 -fPic 选项所考虑的。但不确定。

与 A.EXE 和 C.DLL 共享存储在 B.LIB 中的全局/静态数据的解决方案是使用共享类/接口。您的 A.EXE 向 C.DLL 发送接口，其中包含指向 A.EXE 中存储的 B.LIB 的数据/接口指针。

换句话说，如果您的 C.DLL 需要设置/共享 B.LIB 中的静态变量的状态，您的 A.EXE 必须使用接口初始化 C.DLL 以允许与 A 中的 B.LIB 进行数据交换。EXE文件。

在所有情况下，由于 A.EXE 和 C.DLL 中的 B.LIB 重复代码，存储在 C.DLL 中的 B.LIB 继续膨胀全局程序

为了减少全局膨胀，你必须将你的 A.LIB 分成更多的 D.DLL、E.DLL，它们由 A.EXE 加载并通过接口传输到你的 C.DLL

要将臃肿的代码减少到零，必须使用完全独立的接口方法。