匿名 namespace (anonymous namespace 或稱 unnamed namespace) 是 C++ 的一項(xiàng)非常有用的功能，其主要目的是讓該 namespace 中的成員（變量或函數(shù)）具有獨(dú)一無二的全局名稱，避免名字碰撞 (name collisions)。一般在編寫 .cpp 文件時(shí)，如果需要寫一些小的 helper 函數(shù)，我們常常會(huì)放到匿名 namespace 里。muduo 0.1.7 中的 muduo/base/Date.cc 和 muduo/base/Thread.cc 等處就用到了匿名 namespace。
我最近在工作中遇到并重新思考了這一問題，發(fā)現(xiàn)匿名 namespace 并不是多多益善。
C 語言的 static 關(guān)鍵字的兩種用法
C 語言的 static 關(guān)鍵字有兩種用途：
1. 用于函數(shù)內(nèi)部修飾變量，即函數(shù)內(nèi)的靜態(tài)變量。這種變量的生存期長于該函數(shù)，使得函數(shù)具有一定的“狀態(tài)”。使用靜態(tài)變量的函數(shù)一般是不可重入的，也不是線程安全的。
2. 用在文件級(jí)別（函數(shù)體之外），修飾變量或函數(shù)，表示該變量或函數(shù)只在本文件可見，其他文件看不到也訪問不到該變量或函數(shù)。專業(yè)的說法叫“具有 internal linkage”（簡言之：不暴露給別的 translation unit）。
C 語言的這兩種用法很明確，一般也不容易混淆。
C++ 語言的 static 關(guān)鍵字的四種用法
由于 C++ 引入了 class，在保持與 C 語言兼容的同時(shí)，static 關(guān)鍵字又有了兩種新用法：
3. 用于修飾 class 的數(shù)據(jù)成員，即所謂“靜態(tài)成員”。這種數(shù)據(jù)成員的生存期大于 class 的對(duì)象（實(shí)體 instance）。靜態(tài)數(shù)據(jù)成員是每個(gè) class 有一份，普通數(shù)據(jù)成員是每個(gè) instance 有一份，因此也分別叫做 class variable 和 instance variable。
4. 用于修飾 class 的成員函數(shù)，即所謂“靜態(tài)成員函數(shù)”。這種成員函數(shù)只能訪問 class variable 和其他靜態(tài)程序函數(shù)，不能訪問 instance variable 或 instance method。
當(dāng)然，這幾種用法可以相互組合，比如 C++ 的成員函數(shù)（無論 static 還是 instance）都可以有其局部的靜態(tài)變量（上面的用法 1）。對(duì)于 class template 和 function template，其中的 static 對(duì)象的真正個(gè)數(shù)跟 template instantiation （模板具現(xiàn)化）有關(guān)，相信學(xué)過 C++ 模板的人不會(huì)陌生。
可見在 C++ 里 static 被 overload 了多次。匿名 namespace 的引入是為了減輕 static 的負(fù)擔(dān)，它替換了 static 的第 2 種用途。也就是說，在 C++ 里不必使用文件級(jí)的 static 關(guān)鍵字，我們可以用匿名 namespace 達(dá)到相同的效果。（其實(shí)嚴(yán)格地說，linkage 或許稍有不同，這里不展開討論了。）
匿名 namespace 的不利之處
在工程實(shí)踐中，匿名 namespace 有兩大不利之處：
- 其中的函數(shù)難以設(shè)斷點(diǎn)，如果你像我一樣使用的是 gdb 這樣的文本模式 debugger。
- 使用某些版本的 g++ 時(shí)，同一個(gè)文件每次編譯出來的二進(jìn)制文件會(huì)變化，這讓某些 build tool 失靈。
考慮下面這段簡短的代碼 (anon.cc)：
1: namespace
2: { 3: void foo()
4: { 5: }
6: }
7:
8: int main()
9: { 10: foo();
11: }
對(duì)于問題 1：
gdb 的<tab>鍵自動(dòng)補(bǔ)全功能能幫我們?cè)O(shè)定斷點(diǎn)，不是什么大問題。前提是你知道那個(gè)"(anonymous namespace)::foo()"正是你想要的函數(shù)。
$ gdb ./a.out
GNU gdb (GDB) 7.0.1-debian
(gdb) b '<tab>
(anonymous namespace) __data_start _end
(anonymous namespace)::foo() __do_global_ctors_aux _fini
_DYNAMIC __do_global_dtors_aux _init
_GLOBAL_OFFSET_TABLE_ __dso_handle _start
_IO_stdin_used __gxx_personality_v0 anon.cc
__CTOR_END__ __gxx_personality_v0@plt call_gmon_start
__CTOR_LIST__ __init_array_end completed.6341
__DTOR_END__ __init_array_start data_start
__DTOR_LIST__ __libc_csu_fini dtor_idx.6343
__FRAME_END__ __libc_csu_init foo
__JCR_END__ __libc_start_main frame_dummy
__JCR_LIST__ __libc_start_main@plt int
__bss_start _edata main
(gdb) b '(<tab>
anonymous namespace) anonymous namespace)::foo()
(gdb) b '(anonymous namespace)::foo()'
Breakpoint 1 at 0x400588: file anon.cc, line 4.
麻煩的是，如果兩個(gè)文件 anon.cc 和 anonlib.cc 都定義了匿名空間中的 foo() 函數(shù)（這不會(huì)沖突），那么 gdb 無法區(qū)分這兩個(gè)函數(shù)，你只能給其中一個(gè)設(shè)斷點(diǎn)?；蛘吣闶褂?文件名:行號(hào) 的方式來分別設(shè)斷點(diǎn)。（從技術(shù)上，匿名 namespace 中的函數(shù)是 weak text，鏈接的時(shí)候如果發(fā)生符號(hào)重名，linker 不會(huì)報(bào)錯(cuò)。）
從根本上解決的辦法是使用普通具名 namespace，如果怕重名，可以把源文件名（必要時(shí)加上路徑）作為 namespace 名字的一部分。
對(duì)于問題 2：
把它編譯兩次，分別生成 a.out 和 b.out：
$ g++ -g -o a.out anon.cc
$ g++ -g -o b.out anon.cc
$ md5sum a.out b.out
0f7a9cc15af7ab1e57af17ba16afcd70 a.out
8f22fc2bbfc27beb922aefa97d174e3b b.out
$ g++ --version
g++ (GCC) 4.2.4 (Ubuntu 4.2.4-1ubuntu4)
$ diff -u <(nm a.out) <(nm b.out)
--- /dev/fd/63 2011-02-15 22:27:58.960754999 +0800
+++ /dev/fd/62 2011-02-15 22:27:58.960754999 +0800
@@ -2,7 +2,7 @@
0000000000600940 d _GLOBAL_OFFSET_TABLE_
0000000000400634 R _IO_stdin_used
w _Jv_RegisterClasses
-0000000000400538 t _ZN36_GLOBAL__N_anon.cc_00000000_E2CEEB513fooEv
+0000000000400538 t _ZN36_GLOBAL__N_anon.cc_00000000_CB51498D3fooEv
0000000000600748 d __CTOR_END__
0000000000600740 d __CTOR_LIST__
0000000000600758 d __DTOR_END__
由上可見，g++ 4.2.4 會(huì)隨機(jī)地給匿名 namespace 生成一個(gè)惟一的名字（foo() 函數(shù)的 mangled name 中的 E2CEEB51 和 CB51498D 是隨機(jī)的），以保證名字不沖突。也就是說，同樣的源文件，兩次編譯得到的二進(jìn)制文件內(nèi)容不相同，這有時(shí)候會(huì)造成問題。比如說拿到一個(gè)會(huì)發(fā)生 core dump 的二進(jìn)制可執(zhí)行文件，無法確定它是由哪個(gè) revision 的代碼編譯出來的。畢竟編譯結(jié)果不可復(fù)現(xiàn)，具有一定的隨機(jī)性。
這可以用 gcc 的 -frandom-seed 參數(shù)解決，具體見文檔。
這個(gè)現(xiàn)象在 gcc 4.2.4 中存在（之前的版本估計(jì)類似），在 gcc 4.4.5 中不存在。
替代辦法
如果前面的“不利之處”給你帶來困擾，解決辦法也很簡單，就是使用普通具名 namespace。當(dāng)然，要起一個(gè)好的名字，比如 boost 里就常常用 boost::detail 來放那些“不應(yīng)該暴露給客戶，但又不得不放到頭文件里”的函數(shù)或 class。
總而言之，匿名 namespace 沒什么大問題，使用它也不是什么過錯(cuò)。萬一它礙事了，可以用普通具名 namespace 替代之。