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            loop_in_codes

            低調(diào)做技術(shù)__歡迎移步我的獨(dú)立博客 codemaro.com 微博 kevinlynx

            靜態(tài)庫(kù)中全局變量的初始化問(wèn)題

             

            在我自己寫(xiě)的一個(gè)工廠類(lèi)實(shí)現(xiàn)中,每個(gè)產(chǎn)品會(huì)注冊(cè)創(chuàng)建接口到這個(gè)工廠類(lèi)。工廠類(lèi)使用這些
            注冊(cè)進(jìn)來(lái)的創(chuàng)建接口來(lái)完成產(chǎn)品的創(chuàng)建。其結(jié)構(gòu)大致如下:

            product *factory::create( long product_type )
            {
                creator c = m_creators[product_type];
                return c();
            }

            factory::instance().register( PRODUCT_A_TYPE, productA::create );
            ...
            factory::instance().create( PRODUCT_A_TYPE );

            這個(gè)很普通的工廠實(shí)現(xiàn)中,需要寫(xiě)上很多注冊(cè)代碼。每次添加新的產(chǎn)品種類(lèi)時(shí),也需要修改
            這些的注冊(cè)代碼。而恰好,這些注冊(cè)代碼可能會(huì)被放在一個(gè)統(tǒng)一的地方。為了消除這個(gè)地方
            ,我使用了偶然間看到的<Modern C++ design>里的做法:

            const bool _local = factory::instance().register( PRODUCT_A_TYPE,...

            也就是說(shuō),通過(guò)對(duì)全局常量_local的自動(dòng)初始化,來(lái)自動(dòng)完成對(duì)該產(chǎn)品的注冊(cè)。

            結(jié)果,因?yàn)檫@些代碼全部被放置于一個(gè)靜態(tài)庫(kù)。最終的代碼文件結(jié)構(gòu)大致為:

            lib
                - product_a.cpp : 定義了全局常量_local
                - product_a.h
                - factory.cpp
                - factory.h
            exe
                - main.cpp

            現(xiàn)在看起來(lái)世界很美,因?yàn)閒actory甚至不知道世界上還有個(gè)跟上層邏輯相關(guān)的product_a。
            這種模塊耦合幾乎為0的結(jié)構(gòu)讓我竊喜。

            悲劇的事情首先發(fā)生于,開(kāi)VC調(diào)試器,發(fā)現(xiàn)打在product_a.cpp里的斷點(diǎn)失效。就是那個(gè)總
            是提示說(shuō)沒(méi)有為該文件加載調(diào)試符號(hào)。開(kāi)始還不在意,以為又是代碼和調(diào)試符號(hào)文件不匹配
            的原因,折騰了好久,不得其果。

            后來(lái)分析了下,發(fā)現(xiàn)這個(gè)調(diào)試提示,就像我開(kāi)著調(diào)試器打開(kāi)了一個(gè)非本工程的代碼文件,而
            斷點(diǎn)就打在這個(gè)文件里一樣。也就是說(shuō),VC把我product_a.cpp當(dāng)成不是這個(gè)工程里的代碼
            文件。

            按照這個(gè)思路寫(xiě)些實(shí)驗(yàn)代碼,最終發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在:VC鏈接器根本沒(méi)鏈接進(jìn)product_a.cpp里
            的代碼。表現(xiàn)出來(lái)的情況就是,該編譯單元里的全局常量(全局變量一樣)根本沒(méi)有得到初
            始化,因?yàn)槲腋絝actory::register并沒(méi)有被調(diào)用到。為什么VC不鏈接這個(gè)編譯單元對(duì)應(yīng)
            的目標(biāo)文件?或者說(shuō),為什么VC不初始化這個(gè)全局常量?

            原因就在于,product_a.cpp太獨(dú)立了。一個(gè)在整個(gè)編譯鏈接階段都無(wú)法確定該文件是否被
            使用的文件,VC就直接不鏈接了。相反,當(dāng)在factory.cpp里寫(xiě)下類(lèi)似代碼:

            void test()
            {
                product_a obj;
            }

            雖然說(shuō)test函數(shù)不會(huì)被調(diào)用,一切情況也變得正常了。好了,不扯了,給最后我的結(jié)論:

            1、如果靜態(tài)庫(kù)中某個(gè)編譯單元在編譯階段被確認(rèn)為它并沒(méi)有被外部使用,那么當(dāng)這個(gè)靜態(tài)
            庫(kù)被鏈接進(jìn)可執(zhí)行文件時(shí),鏈接器忽略掉該編譯單元里的代碼,那么,鏈接器自然也不會(huì)為
            該編譯單元里出現(xiàn)的全局變量常量生成初始化代碼(關(guān)于這部分初始化代碼可以閱讀
            <linker and loader>一書(shū));
            2、上面那條結(jié)論存在一種傳染性,意思是,當(dāng)可執(zhí)行文件里的代碼使用到靜態(tài)庫(kù)中文件A里
            的代碼,A里又有地方使用到B里的代碼,那么B依然會(huì)被鏈接。這種依賴性,應(yīng)該可以讓編
            譯器在編譯階段就發(fā)現(xiàn)(顯然,上面我舉的例子里,factory只有在運(yùn)行期間才會(huì)依賴到
            product_a.cpp里的代碼)

            posted on 2010-01-17 19:34 Kevin Lynx 閱讀(15689) 評(píng)論(19)  編輯 收藏 引用 所屬分類(lèi): c/c++通用編程

            評(píng)論

            # re: 靜態(tài)庫(kù)中全局變量的初始化問(wèn)題 2010-01-17 20:08 OwnWaterloo

            試試在product_a.cpp中, 將:
            const bool _local = factory::instance().register( PRODUCT_A_TYPE,...
            改為:
            extern const bool local_ = factory::instance()...
            或者:
            namespace {
            extern const bool local = ...
            }

            可能有效,可能無(wú)效。


            即使有效,依然不能保證local的初始化順序。main之后執(zhí)行的代碼,可以保證所有產(chǎn)品已經(jīng)被注冊(cè),main之前沒(méi)有保證。
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            # re: 靜態(tài)庫(kù)中全局變量的初始化問(wèn)題 2010-01-17 22:41 LOGOS

            const bool _local = factory::instance().register( PRODUCT_A_TYPE,...
            wow, are u crazy?  回復(fù)  更多評(píng)論   

            # re: 靜態(tài)庫(kù)中全局變量的初始化問(wèn)題 2010-01-17 23:00 Kevin Lynx


            @OwnWaterloo
            @LOGOS
            加extern是什么意思?文章中的例子,只是因?yàn)殒溄悠鳑](méi)有為靜態(tài)庫(kù)中的全局對(duì)象生成初始化代碼。我也并不關(guān)心每一個(gè)local的初始化順序,因?yàn)樗麄兪侨值模运麄兛隙〞?huì)先于main被初始化。整個(gè)文章的意思,其實(shí)是說(shuō),鏈接器并沒(méi)有生成這個(gè)自動(dòng)初始化的代碼,因?yàn)殒溄悠饔X(jué)得這幾個(gè)“沒(méi)有”被使用的全局對(duì)象不需要,所以就沒(méi)生成。

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            # re: 靜態(tài)庫(kù)中全局變量的初始化問(wèn)題 2010-01-17 23:04 OwnWaterloo

            @Kevin Lynx
            在C++中, 非local的const對(duì)象, 默認(rèn)是staic鏈接……

            a.cpp
            int g_i;

            雖然g_i也不一定能被添加到最終代碼中, 但機(jī)會(huì)應(yīng)該比:

            a.cpp
            static int g_i; 要大。
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            # re: 靜態(tài)庫(kù)中全局變量的初始化問(wèn)題 2010-01-18 04:19 藥品中國(guó)網(wǎng)

            很好 學(xué)習(xí)了。  回復(fù)  更多評(píng)論   

            # re: 靜態(tài)庫(kù)中全局變量的初始化問(wèn)題 2010-01-18 08:52 Kevin Lynx

            @OwnWaterloo
            這個(gè)機(jī)會(huì)是什么意思?  回復(fù)  更多評(píng)論   

            # re: 靜態(tài)庫(kù)中全局變量的初始化問(wèn)題 2010-01-19 12:06 OwnWaterloo

            @Kevin Lynx
            編譯器根據(jù)什么規(guī)則來(lái)判斷某個(gè)沒(méi)有被使用的符號(hào)可以不必鏈接到binary中?
            這個(gè)規(guī)則我不了解, 可能C++標(biāo)準(zhǔn)有描述, 也可能沒(méi)有。

            我只是猜想 :
            1. 如果某個(gè)extern符號(hào)沒(méi)有被鏈接到binary中, 那將其改為static, 應(yīng)該也不會(huì)被鏈接到binary中。
            2. 如果某個(gè)static符號(hào)沒(méi)有被鏈接到binary中, 那將其改為extern, 也許就會(huì)被鏈接到binary中。

            這就是機(jī)會(huì)的意思。

            btw, 改為extern const 有效么?
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            # re: 靜態(tài)庫(kù)中全局變量的初始化問(wèn)題 2010-01-20 09:14 Kevin Lynx

            @OwnWaterloo
            一樣的。  回復(fù)  更多評(píng)論   

            # re: 靜態(tài)庫(kù)中全局變量的初始化問(wèn)題 2010-01-20 19:44 李現(xiàn)民

            我以前也試過(guò)這樣的方法, 項(xiàng)目用的是vc6,只debug版本下對(duì)象是可以生生的,release版本中就被人優(yōu)化掉了,沒(méi)有找到保持這種級(jí)別低耦合度的替代方案。
            到現(xiàn)在為止, 我寫(xiě)的那個(gè)factory類(lèi)再也沒(méi)有用過(guò),因?yàn)榭床坏絻?yōu)勢(shì)在哪里, 還不如現(xiàn)寫(xiě)一個(gè)工廠來(lái)得清晰  回復(fù)  更多評(píng)論   

            # re: 靜態(tài)庫(kù)中全局變量的初始化問(wèn)題 2010-02-09 19:44 金慶

            Issues with static variables in static libraries
            ( http://social.msdn.microsoft.com/Forums/en/vclanguage/thread/5c5ee89d-2a38-483d-8550-484550901170 )

            You can use the /INCLUDE linker option:
            http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/vccore/html/_core_.2f.INCLUDE.asp

            Or you place a #pragma in your code like this:
            #pragma comment(linker, "/include:SymbolToUse")
              回復(fù)  更多評(píng)論   

            # re: 靜態(tài)庫(kù)中全局變量的初始化問(wèn)題 2010-02-10 12:14 李現(xiàn)民

            @金慶
            不好使
            我想應(yīng)該是這個(gè)問(wèn)題:
            Only problem is that the symbol is not very...simple. I have a class called fxAttributeEditor, but you can't just do /include:fxAttributeEditor. The symbol is actually:

            ??_C@_0BC@OFGGEBAJ@fxAttributeEditor?$AA@

            And that does work, but having to add that seems like a terrible coding decision. It seems like going the dynamic library route would be far better. I've had a variety of really good reasons for not wanting to do that. I'm not against DLLs, but in some cases (like mine) I don't believe it's the best choice. Is there not any better way to go about this?

            Thanks,

            這是引用原文, 大概意思是“不能夠在#pragma comment(linker, /include:)中直接使用你定義的那個(gè)變量名”,因?yàn)閏++編譯時(shí)會(huì)將其改為??_C@_0BC@OFGGEBAJ@fxAttributeEditor?$AA@這樣的的形式。

            我不知道是不是真的這樣, 但我的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是找不到我自己定義的變量名  回復(fù)  更多評(píng)論   

            # re: 靜態(tài)庫(kù)中全局變量的初始化問(wèn)題 2010-02-10 15:52 金慶

            @李現(xiàn)民
            試了一下,確實(shí)如此。我打開(kāi)lib文件查到了加了前后綴的變量名,然后在主調(diào)程序中添加/include指令,這樣才有效。我原來(lái)以為只需加在靜態(tài)庫(kù)中呢。實(shí)際上,靜態(tài)庫(kù)中加不加/include指令,都會(huì)輸出符號(hào)。但是static變量是無(wú)論如何都不會(huì)輸出符號(hào)的。/include指令與引用該符號(hào)的作用一樣。所以我的結(jié)論是應(yīng)該輸出一個(gè)init()函數(shù)來(lái)初始化靜態(tài)庫(kù)。  回復(fù)  更多評(píng)論   

            # re: 靜態(tài)庫(kù)中全局變量的初始化問(wèn)題 2010-02-10 16:43 Kevin Lynx

            @金慶
            @李現(xiàn)民
            3q for your comments.
            今天隨便看了個(gè)文檔http://linux.chinaunix.net/bbs/thread-910296-1-1.html,<Linker Algorithm.pdf>恰好在里面看到和我這里提到的相同的2點(diǎn)結(jié)論  回復(fù)  更多評(píng)論   

            # re: 靜態(tài)庫(kù)中全局變量的初始化問(wèn)題 2011-11-07 01:15 溪流

            這個(gè)問(wèn)題最終解決了嗎?  回復(fù)  更多評(píng)論   

            # re: 靜態(tài)庫(kù)中全局變量的初始化問(wèn)題 2011-11-07 09:46 Kevin Lynx

            @溪流
            解決辦法就是換成常規(guī)方法:顯示初始化。  回復(fù)  更多評(píng)論   

            # re: 靜態(tài)庫(kù)中全局變量的初始化問(wèn)題 2011-11-07 10:35 李現(xiàn)民

            @Kevin Lynx
            這個(gè)問(wèn)題后來(lái)我試過(guò),在我的項(xiàng)目里( 前面提到的,使用了VC6),問(wèn)題出在使用singleton生成單個(gè)factory對(duì)象的地方。如果將factory的構(gòu)造函數(shù)設(shè)計(jì)為private,同時(shí)提供一個(gè)類(lèi)get_instance()的public static方法,會(huì)產(chǎn)生多個(gè)factory實(shí)例。具體表現(xiàn)就是,register()函數(shù)的確執(zhí)行了, 但是所有的注冊(cè)內(nèi)容都注冊(cè)到了第一個(gè)factory對(duì)象身上,等到運(yùn)行期使用create方法的時(shí)候,使用的卻是后面新生成的factory對(duì)象,因此會(huì)發(fā)生沒(méi)有注冊(cè)過(guò)的假象。

            解決方法為:將factory()構(gòu)造函數(shù)聲明為public,在factory類(lèi)外面定義一個(gè)singleton函數(shù),并一直使用這個(gè)函數(shù)進(jìn)行注冊(cè)與創(chuàng)建。但這種方法的缺點(diǎn)是你無(wú)法從語(yǔ)法上確保所有用戶使用的都是這個(gè)singleton對(duì)象。

            懷疑為VC6的bug,不過(guò)由于已經(jīng)基本滿足了需要,未繼續(xù)深究。  回復(fù)  更多評(píng)論   

            # re: 靜態(tài)庫(kù)中全局變量的初始化問(wèn)題 2013-06-16 11:14 戴進(jìn)

            在頭文件中

            #ifndef _DEF_AUTO_FACTORY
            #define _DEF_AUTO_FACTORY
            static CFactory __AutoFactory;
            #endif

            這樣能解決問(wèn)題,但是間接的也導(dǎo)致了你的這個(gè)類(lèi)被公開(kāi)了。  回復(fù)  更多評(píng)論   

            # re: 靜態(tài)庫(kù)中全局變量的初始化問(wèn)題 2013-06-16 13:36 戴進(jìn)

            我暫時(shí)性是這么解決自動(dòng)初始化靜態(tài)庫(kù)的。


            a.cpp中,有一個(gè)類(lèi)

            class a
            {
            public:
            a()
            {
            ...這里初始化
            }

            ~a()
            {
            ...這里做釋放
            }

            bool _LinkProc(){return true;}
            //這個(gè)函數(shù),也就是為了鏈接用的。
            };

            a m_a;//全局變量

            bool b = m_a._LinkProc();
            //實(shí)際上光是這樣,也還是不會(huì)鏈接,那怎么辦呢,問(wèn)了下度娘,她說(shuō),要訪問(wèn)到的全局變量,才會(huì)鏈接,那么最后我們到頭文件中。

            h文件中
            extern bool b;//注意extern只是引用,不等同于訪問(wèn)。
            static bool c = b;//這里對(duì)b的訪問(wèn),就自動(dòng)鏈接到



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            # re: 靜態(tài)庫(kù)中全局變量的初始化問(wèn)題 2014-05-15 19:35 HK

            兄弟,這個(gè)問(wèn)題我也遇到了,我采用的方法是新建一個(gè)新的.cpp文件(for_register.cpp)
            然后“const bool _local = factory::instance().register( PRODUCT_A_TYPE,... ”這個(gè)定義在 for_register.cpp這個(gè)文件里
            最后在一定能被鏈接進(jìn)去的一個(gè).cpp里 include " for_register.cpp"
            這樣基本上就解決了。
            你每新增一個(gè)產(chǎn)品就要到 for_register.cpp里面去注冊(cè)一下。  回復(fù)  更多評(píng)論   

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