为什么主可执行文件和 dlopen 加载的共享库共享一个命名空间静态变量的副本？

Question

据我所知，命名空间作用域静态变量在每个编译单元中应该有一个副本。所以如果我有这样的头文件：

class BadLad {                                                                                      
public:                                                                                             
    BadLad();                                                                                       
    ~BadLad();                                                                                      
};                                                                                                  

static std::unique_ptr<int> sCount;                                                                 
static BadLad sBadLad;

和badlad.cpp

#include "badlad.h"

BadLad::BadLad() {
    if (!sCount) {
        sCount.reset(new int(1));
        std::cout<<"BadLad, reset count, "<<*sCount<<std::endl;
    }
    else {
        ++*sCount;
        std::cout<<"BadLad, "<<*sCount<<std::endl;
    }
}

BadLad::~BadLad() {
    if (sCount && --*sCount == 0) {
        std::cout<<"~BadLad, delete "<<*sCount<<std::endl;
        delete(sCount.release());
    }
    else {
        std::cout<<"~BadLad, "<<*sCount<<std::endl;
    }
}

我希望 sCount 和 sBadLad 在包含 badlad.h.

的每个 cpp 文件中都是唯一的

然而，我在下面的实验中发现情况并非如此：

我将 badlad 编译成一个共享库 libBadLad.so。
我创建了另一个共享库 libPlugin.so link libBadLad.so，只有 plugin.cpp 包括 badlad.h，所以我预计 libPlugin.so.

sCount

我创建了一个 links libBadLad.so 的主程序，我希望有一份 sCount in main.

主程序如下所示：

#include <dlfcn.h>

int main() {
    void* dll1 = dlopen("./libplugin.so", RTLD_LAZY);
    dlclose(dll1);

    void* dll2 = dlopen("./libplugin.so", RTLD_LAZY);
    dlclose(dll2);

    return 0;
}

在执行主程序时，我可以看到 sCount 变量在调用 main 之前首先创建并设置为 1，这是预期的。但是在调用第一个 dlopen 之后，sCount 增加到 2，随后在调用 dlclose 时减少到 1。第二个 dlopen/dlclose.

也是如此

所以我的问题是，为什么只有一份 sCount？为什么 linker 不将副本分开（我认为这是大多数人所期望的）？如果我 link libPlugin.so 直接而不是 dlopen 到 main，它的行为是一样的。

我运行在 macOS 上使用 clang-4 (clang-900.0.39.2)。

编辑：请查看 this repo 中的完整源代码。

Answer 1

（迭代 2）

你的情况很有趣也很不幸。下面我们一步一步来分析。

您的程序 link 针对 libBadLad.so。因此，该共享库会在程序启动时加载。静态对象的构造函数在 main.
然后您的程序会打开 libplugin.so。然后加载此共享库，并执行静态对象的构造函数。
libplugin.so 被 link 反对的 libBadLad.so 怎么样？由于进程已经包含了libBadLad.so的图像，没有第二次加载这个共享库。 libplugin.so 也可以完全不 link 反对它。
回到libplugin.so的静态对象。其中有两个，sCount 和 sBadLad。 两者都是按顺序构造的。
sBadLad 有一个用户定义的非内联构造函数。 它没有在libplugin.so中定义，所以它是针对已经加载的libBadLad.so解析的，它定义了这个符号。
BadLad::BadLad 从 libBadLad.so 调用。
这个构造函数引用了一个静态变量sCount。 这从 libBadLad.so 解析为 sCount，而不是从 libplugin.so 解析为 sCount，因为函数本身在 libBadLad.so 中。这已经初始化并指向一个值为 1 的 int。
计数递增。
与此同时，来自 libplugin.so 的 sCount 静静地坐着，正在初始化为 nullptr。
库被卸载并再次加载等

这个故事的寓意是什么？ 静态变量是邪恶的。避免。

请注意，C++ 标准对此没有任何规定，因为它不处理动态加载。

然而，无需任何动态加载也可以重现类似的效果。

   // foo.cpp
   #include "badlad.h"

   // bar.cpp
   #include "badlad.h"
   int main () {}

构建并测试：

   # > g++ -o test foo.cpp bar.cpp badlad.cpp
   ./test
   BadLad, reset count to, 1
   BadLad, 2
   BadLad, 3
   ~BadLad, 2
   Segmentation fault

为什么会出现分段错误？这是我们很好的旧静态初始化命令惨败。这个故事的主旨？ 静态变量是邪恶的。

为什么主可执行文件和 dlopen 加载的共享库共享一个命名空间静态变量的副本？

Why the main executable and a shared library loaded by dlopen share one copy of a namespace static variable?

c++

linker

static

shared-libraries

dlopen