共享库中全局静态变量的析构函数未在 dlclose 上调用

Question

在主程序中，我 dlopen 和 dlclose（分别为 LoadLibrary 和 FreeLibrary）一个共享库。共享库包含一个静态变量，该变量在 dlopen 时实例化，并在 dlclose 时销毁。此行为在 MSVC 2008 和 2013、GCC 3.4.6 和 Sunstudio 12.1 上是一致的。然而，在 GCC 4.9.1 和 GCC 5.2.1 中，不再在 dlclose 上调用析构函数。相反，它在程序退出之前被调用。

静态变量的class的特殊性在于，在构造函数中，有一个模板函数get（全局范围）的调用returns 局部 static 变量。

我能够使用以下链接到共享库的 cpp 文件重现此行为：

#include <iostream>

template <typename T> // In my actual code, i is of type T, however, this has no effect
int get()
{
   static int i = 0;
   return i;
}

class Dictionary {
public:
   Dictionary()
   {
      std::cout << "Calling Constructor" << std::endl;
      get<int>();
   }
   ~Dictionary(){
      std::cout << "Calling Destructor" << std::endl;
   }

private:
   Dictionary(const Dictionary&);
   Dictionary& operator=(const Dictionary&);
};
static Dictionary d;

我调查了可以进行的调整，以便在 dlclose 上调用析构函数，并得出以下结论：

如果函数 get 没有模板化
否则如果函数 get 中的变量 i 不是静态的
否则如果函数 get 是静态的

主程序代码如下：

#include <dlfcn.h>
#include <cassert>
#include <string>
#include <iostream>

void* LoadLib(std::string name)
{
      void* libInstance;
      name = "lib" + name + ".so";
      libInstance = dlopen(name.c_str(), RTLD_NOW);
      if ( ! libInstance ) std::cout << "Loading of dictionary library failed. Reason: " << dlerror() << std::endl;
      return libInstance;
}

bool UnloadLib(void* libInstance)
{
     int ret = dlclose(libInstance);
     if (ret == -1)
     {
        std::cout << "Unloading of dictionary library failed. Reason: " << dlerror() << std::endl;
        return false;
     }
     return true;
}

int main()
{
   void* instance = LoadLib("dll");
   assert(instance != 0);

   assert(UnloadLib(instance));
   std::cout << "DLL unloaded" << std::endl;
}

我使用以下命令构建了二进制文件：

g++ -m64 -g -std=c++11 -shared -fPIC dll.cpp -o libdll.so
g++ -m64 -g -std=c++11 -ldl main.cpp -o main.out

在程序退出前调用析构函数时得到的输出如下：

Calling Constructor
DLL unloaded
Calling Destructor

在 dlclose 上调用析构函数时得到的输出如下：

Calling Constructor
Calling Destructor
DLL unloaded

问题：

如果 GCC 版本之间的行为变化不是错误，您能否解释一下为什么不在 dlclose 上调用析构函数？
您能否解释一下每个调整：为什么在这种情况下会调用 dlclose 的析构函数？

Answer 1

不能保证卸载（调用析构函数）发生在 dlclose 上。在 musl（与 glibc 相反）上，构造函数仅在库第一次运行时运行，而析构函数仅在退出时运行。对于 portable 代码，不能假定 dlclose 会立即卸载符号。

卸载行为取决于动态链接时 glibc 的符号绑定，与 GCC 无关。

静态变量 get::i 具有 STB_GNU_UNIQUE 绑定。对于内联函数中的静态变量，对象的唯一性由 ELF 链接器保证。但是，对于动态加载，动态链接器通过标记符号 STB_GNU_UNIQUE 来确保唯一性。因此，通过其他代码尝试 dlopen 同一个共享库的另一次尝试将查找该符号并发现它是唯一的，并且 return 来自唯一符号 table 的现有符号。无法卸载具有唯一绑定的符号。

如果不需要，可以使用 -fno-gnu-unique 禁用唯一绑定。

参考资料

Bug that I raised to GCC

STB_GNU_UNIQUE

共享库中全局静态变量的析构函数未在 dlclose 上调用

Destructor of a global static variable in a shared library is not called on dlclose

c++

gcc

shared-libraries

dynamic-linking

dlopen