连接器处理重复符号(二）具体不同地址的全局对象-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了连接器处理重复符号(二）具体不同地址的全局对象。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

问题

在下面这个例子中，可执行程序app链接一个静态库libsingleton.a和两个动态库libfirst.so，libsecond.so。

静态库libsingleton.a是一个单例对象，在动态库libfirst.so和libsecond.so中都被链接。
可执行程序app链接静态库libsingleton.a，动态库libfirst.so，libsecond.so。

在动态库，可执行程序中都调用了单例对象singleton的DoSomething方法，它将输出单例对象的地址。最终输出的结果是每个对象的地址都不相同。这显然不符合我们的预期。就好比原本有一个封装了日志功能的静态，被多个动态库链接使用，本意是都使用同一个日志全局对象输出日志，结果缺产生了多个日志对象，这显然是不符合业务需求的。
先看下这个例子：

例子

生成静态库libsingleton.a

class Singleton {
public:
    static Singleton* GetInstance();
    static void Release();
public:
	void DoSomething(void);
private:
    Singleton(){};
    ~Singleton(){};
private:
	static Singleton* _instance;

};

#include <iostream>
#include "singleton.h"
Singleton* Singleton::_instance = nullptr;

Singleton* Singleton::GetInstance(void) {
    if (nullptr == _instance) {
        _instance = new Singleton();
    }

    return _instance;
}

void Singleton::Release() {
    if (nullptr != _instance) {
        delete _instance;
        _instance = nullptr;
    }
    
}

void Singleton::DoSomething(void) {
    std::cout<<"singleton:"<<_instance<<std::endl;
}

单例类singleton，把它编译为一个静态库。

g++ -Wall -g -fPIC -c singleton.cpp -std=c++11
ar -rcs libsingleton.a singleton.o

生成动态库libfirst.so

#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
    void firstshlibFunction(void);
}
#endif

#include <iostream>
#include "singleton.h"
#include "firstshlib.h"
#define FUNC_EXPORT __attribute__((visibility("default")))

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
void FUNC_EXPORT firstshlibFunction(void) {
    std::cout<<__FUNCTION__<<std::endl;
    Singleton::GetInstance()->DoSomething();
}

void firshlibOtherFunction(void) {
    std::cout<<__FUNCTION__<<std::endl;
}
}
#endif //__cplusplus

控制动态的导出符号

导出符号控制脚本，传递给链接器：

{
    global:
        firstshlibFunction;
    local:
        *;
};

使libfirst.so只导出符号firstshlibFunction。

g++ -Wall -g -fPIC -I…/staticLib -c firstshlib.cpp
g++ -shared firstshlib.o -L…/staticLib -lsingleton -Wl,–version-script=versionScript -Wl,-soname,libfirst.so.1 -o libfirst.so.1.0.0

通过nm libfirst.so | grep c++filt查看libfirst.so的导出符号，如下：

0000000000000aec t Singleton::DoSomething()
0000000000000a58 t Singleton::GetInstance()
0000000000000aa0 t Singleton::Release()
0000000000202068 b Singleton::_instance
0000000000000b9a t Singleton::Singleton()
0000000000000b9a t Singleton::Singleton()
0000000000000ba4 t Singleton::~Singleton()
0000000000000ba4 t Singleton::~Singleton()
0000000000000985 T firstshlibFunction

因为libfirst.so链接了静态库libsingleton.a，它会包含静态库中的所有符号，默认情况下这些静态库都会标示为导出符号，通过连接器脚本versionScript将这些静态库符号隐藏，只导出符号firstshlibFunction。

生成动态库libsecond.so

#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
    void secondshlibFunction(void);
}
#endif

#include <iostream>
#include "singleton.h"
#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
void secondshlibFunction(void) {
    std::cout<<__FUNCTION__<<std::endl;
    Singleton::GetInstance()->DoSomething();
}
}
#endif

编译为动态库libsecond.so，它也依赖静态库libsingleton.a，只导出符号secondshlibFunction。

g++ -Wall -g -I./staticLib -I./firstshlib -I./secondshlib -c main.cpp
g++ main.o -L./staticLib -lsingleton -L./firstshlib -lfirst -L./secondshlib -lsecond -Wl,-R./firstshlib -Wl,-R./secondshlib -o app

生成可执行文件app

#include <iostream>
#include "singleton.h"
#include "firstshlib.h"
#include "secondshlib.h"
int main(void) {
    firstshlibFunction();
    secondshlibFunction();

    Singleton::GetInstance()->DoSomething();
}

可执行程序app，它也依赖静态库libsingleton.a，并且链接libfirst.so和libsecond.so。

g++ -Wall -g -I./staticLib -I./firstshlib -I./secondshlib -c main.cpp
g++ main.o -L./staticLib -lsingleton -L./firstshlib -lfirst -L./secondshlib -lsecond -Wl,-R ./firstshlib -Wl,-R./secondshlib -o app

问题

执行app，输出如下，全局对象的地址各不同。

firstshlibFunction
singleton:0x24f9c20
secondshlibFunction
singleton:0x24f9c40
singleton:0x24f9c60

虽然在静态库中有全局的单例对象，但是**libfirst.so**，**libsecond.so**，**app**中各自有**singleton**符号，所以全局对象地址各不相同。
这是因为没有导出**singleton**符号，所以在最终生成可执行程序**app**时，静态库中的符号作为内部符号并没有参与链接。