共享库中的类和静态变量

Question

我正在尝试使用以下架构在c ++中编写内容：

App - > Core（.so）< - 插件（.so）

对于linux，mac和windows。 Core隐式链接到App，而插件显式链接到dlopen / LoadLibrary到App。 我遇到的问题：

Core中的静态变量在运行时被复制 - 插件和应用程序具有不同的副本。

至少在mac上，当Plugin返回指向App的指针时，动态转换App中的指针总是导致NULL。

有人可以给我一些不同平台的解释和说明吗？ 我知道在这里问他们所有人似乎都很懒，但我真的找不到这个问题的系统答案。

我在entry_point.cpp中为插件做了什么：

 #include "raw_space.hpp" #include <gamustard/gamustard.hpp> using namespace Gamustard; using namespace std; namespace { struct GAMUSTARD_PUBLIC_API RawSpacePlugin : public Plugin { RawSpacePlugin(void):identifier_("com.gamustard.engine.space.RawSpacePlugin") { } virtual string const& getIdentifier(void) const { return identifier_; } virtual SmartPtr<Object> createObject(std::string const& name) const { if(name == "RawSpace") { Object* obj = NEW_EX RawSpaceImp::RawSpace; Space* space = dynamic_cast<Space*>(obj); Log::instance().log(Log::LOG_DEBUG, "createObject: %x -> %x.", obj, space); return SmartPtr<Object>(obj); } return SmartPtr<Object>(); } private: string identifier_; }; SmartPtr<Plugin> __plugin__; } extern "C" { int GAMUSTARD_PUBLIC_API gamustardDLLStart(void) throw() { Log::instance().log(Log::LOG_DEBUG, "gamustardDLLStart"); __plugin__.reset(NEW_EX RawSpacePlugin); PluginManager::instance().install(weaken(__plugin__)); return 0; } int GAMUSTARD_PUBLIC_API gamustardDLLStop(void) throw() { PluginManager::instance().uninstall(weaken(__plugin__)); __plugin__.reset(); Log::instance().log(Log::LOG_DEBUG, "gamustardDLLStop"); return 0; } } 

Answer 1

一些背景

C ++中的共享库非常困难，因为标准对它们一无所知。 这意味着每个平台都有不同的方式。 如果我们将自己限制在Windows和某些* nix变体（任何ELF），那么差异是微妙的。 第一个区别是共享对象可见性 。 强烈建议您阅读该文章，以便更好地了解可见性属性及其为您做的事情，这将有助于避免链接器错误。

无论如何，你最终会看到这样的东西（用于编译许多系统）：

#if defined(_MSC_VER)
#   define DLL_EXPORT __declspec(dllexport)
#   define DLL_IMPORT __declspec(dllimport)
#elif defined(__GNUC__)
#   define DLL_EXPORT __attribute__((visibility("default")))
#   define DLL_IMPORT
#   if __GNUC__ > 4
#       define DLL_LOCAL __attribute__((visibility("hidden")))
#   else
#       define DLL_LOCAL
#   endif
#else
#   error("Don't know how to export shared object libraries")
#endif

接下来，你想要制作一些共享头文件（ standard.h ？）并在其中添加一个很好的小#ifdef ：

#ifdef MY_LIBRARY_COMPILE
#   define MY_LIBRARY_PUBLIC DLL_EXPORT
#else
#   define MY_LIBRARY_PUBLIC DLL_IMPORT
#endif

这可以让你标记类，函数和类似的东西：

class MY_LIBRARY_PUBLIC MyClass
{
    // ...
}

MY_LIBRARY_PUBLIC int32_t MyFunction();

这将告诉构建系统在调用它们时在哪里查找函数。

现在：到实际的一点！

如果您在库之间共享常量，那么您实际上不应该关心它们是否重复，因为您的常量应该很小并且重复允许进行大量优化（这很好）。 但是，由于您似乎使用非常量，因此情况略有不同。 在C ++中有十亿个模式来制作跨库单例，但我自然喜欢我的方式最好。

在某些头文件中，假设您要共享一个整数，因此您可以在myfuncts.h ：

#ifndef MY_FUNCTS_H__
#define MY_FUNCTS_H__
// include the standard header, which has the MY_LIBRARY_PUBLIC definition
#include "standard.h"

// Notice that it is a reference
MY_LIBRARY_PUBLIC int& GetSingleInt();

#endif//MY_FUNCTS_H__

然后，在myfuncts.cpp文件中，您将拥有：

#include "myfuncs.h"

int& GetSingleInt()
{
    // keep the actual value as static to this function
    static int s_value(0);
    // but return a reference so that everybody can use it
    return s_value;
}

处理模板

C ++拥有超级强大的模板，非常棒。 但是，跨库推送模板真的很痛苦。 当编译器看到一个模板时，它就是“填写你想做的任何工作”的信息，如果你只有一个最终目标，那就完全没问题了。 但是，当您使用多个动态共享对象时，它可能会成为一个问题，因为它们理论上可以使用不同版本的不同编译器进行编译，所有这些都认为它们的不同模板填充空白方法是正确的（我们要争论谁 - 它没有在标准中定义）。 这意味着模板可能会非常痛苦，但您确实有一些选择。

不要允许不同的编译器。

选择一个编译器（每个操作系统）并坚持下去。 仅支持该编译器并要求使用相同的编译器编译所有库。 这实际上是一个非常巧妙的解决方案（完全有效）。

不要在导出的函数/类中使用模板

在内部工作时，只使用模板函数和类。 这确实可以省去很多麻烦，但总的来说是非常严格的。 就个人而言，我喜欢使用模板。

强制导出模板并希望获得最佳效果

这种方法效果非常好（特别是在不允许使用不同编译器的情况下）。

将其添加到standard.h ：

#ifdef MY_LIBRARY_COMPILE
#define MY_LIBRARY_EXTERN
#else
#define MY_LIBRARY_EXTERN extern
#endif

并且在一些消费类定义中（在您声明类本身之前）：

//    force exporting of templates
MY_LIBRARY_EXTERN template class MY_LIBRARY_PUBLIC std::allocator<int>;
MY_LIBRARY_EXTERN template class MY_LIBRARY_PUBLIC std::vector<int, std::allocator<int> >;

class MY_LIBRARY_PUBLIC MyObject
{
private:
    std::vector<int> m_vector;
};

这几乎完全是完美的...编译器不会对你大喊大叫，生活会很好，除非你的编译器开始改变它填充模板的方式，你重新编译其中一个库而不是其他库（即便如此，它可能仍然有效...有时候）。

请记住，如果您使用的是部分模板特化（或类型特征或任何更高级的模板元编程功能），则所有生产者及其所有消费者都会看到相同的模板特化。 如果你有一个专门实现vector<T> for int s或者其他什么，如果生产者看到一个用于int而消费者没有，那么消费者将很乐意创建错误类型的vector<T> ，这将是导致各种各样的错误。 所以要非常小心。