c++ - 单例翻译单元混淆

Question

在 ContainerTest.h 中，我定义了以下单例类:

    class ContainerTest
    {
    private:
        ContainerTest()
        {
            test = InitializeTest();
        }

        ContainerTest(const ContainerTest&) = delete;
        ContainerTest(ContainerTest&&) = delete;
        ContainerTest& operator=(const ContainerTest&) = delete;
        ContainerTest& operator=(ContainerTest&&) = delete;
    public:
        std::vector<uint32_t> test;

        static ContainerTest& GetInstance()
        {
            static ContainerTest rhc;
            return rhc;
        }
    };

我对整个程序中是否只存在一个 ContainerTest 实例感到困惑。

即，如果两个 cpp 文件 A.cpp 和 B.cpp 都包含 ContainerTest.h 是否会创建一个 ContainerTest 实例，还是两个实例？有人可以解释一下吗？如果创建了两个实例(一个用于 A 和 B 的翻译单元)，我该如何防止这种情况发生？

Answer 1

函数中的 static 变量将获得一个唯一的符号名称，链接器使用该符号名称来确保只有一个实例。它会生成一个所谓的弱符号，它可能出现在多个翻译单元中。然后链接器将只使用一个实例。当嵌入到动态库/共享对象中时，这甚至会起作用。

我使用了以下小测试程序:(主要是您的代码)

#include <vector>
#include <cstdint>



class ContainerTest
{
private:
    ContainerTest()
    { }

    ContainerTest(const ContainerTest&) = delete;
    ContainerTest(ContainerTest&&) = delete;
    ContainerTest& operator=(const ContainerTest&) = delete;
    ContainerTest& operator=(ContainerTest&&) = delete;
public:
    std::vector<uint32_t> test;

    static ContainerTest& GetInstance()
    {
        static ContainerTest rhc;
        return rhc;
    }
};


int main(int, char**)
{
    ContainerTest& ct = ContainerTest::GetInstance();
}

然后用 gcc 编译然后我调用:

nm -a libContainerTestSingleton.so |grep rhc| c++filt

它提供了以下输出:

0000000000000000 b .bss._ZGVZN13ContainerTest11GetInstanceEvE3rhc
0000000000000000 b .bss._ZZN13ContainerTest11GetInstanceEvE3rhc
0000000000000000 u guard variable for ContainerTest::GetInstance()::rhc
0000000000000000 u ContainerTest::GetInstance()::rhc

一个符号，比标有 u 的意思如下:(nm 联机帮助页)

"u" The symbol is a unique global symbol.  This is a GNU extension to the
    standard set of ELF symbol bindings.  For such a symbol the dynamic 
    linker will make sure that in the entire process there is just one
    symbolwith this name and type in use.