c++ - 共享对象/DLL 是否由不同的进程加载到不同的内存区域？

Question

我正在尝试弄清楚操作系统如何处理加载相同 DLL/共享库的多个不相关进程。我关注的操作系统是 Linux 和 Windows，但在较小程度上也关注 Mac。我认为我的问题的答案对于所有操作系统都是相同的。

我对显式链接特别感兴趣，但我也想了解隐式链接。我认为两者的答案也是相同的。

这是迄今为止我找到的关于 Windows 的最佳解释:

“系统在所有加载的模块上维护每个进程的引用计数。调用 LoadLibrary 会增加引用计数。调用 FreeLibrary 或 FreeLibraryAndExitThread 函数会减少引用计数。当模块的引用计数达到零或当进程终止(无论引用计数如何)。” - http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ms684175%28v=vs.85%29.aspx

但它留下了一些问题。

1.) 不相关的进程是否冗余地加载同一个 DLL(即 DLL 在内存中存在不止一次)而不是使用引用计数？ (IE，按照我的理解进入每个进程自己的“地址空间”)

如果 DLL 在进程终止后立即卸载，这使我相信使用完全相同 DLL 的其他进程将冗余加载到内存中，否则不应允许系统忽略引用计数。

2.) 如果这是真的，那么当您在同一个进程中多次加载它们时，引用计数 DLL 的意义何在？将同一个 DLL 两次加载到同一个进程中有什么意义？我能想到的唯一可行的原因是，如果一个 EXE 引用两个 DLL，并且其中一个 DLL 引用另一个，那么同一个库将至少有两个 LoadLibrar() 和两个 FreeLibrary() 调用。

我知道我在这里似乎是在回答我自己的问题，但我只是在假设。我很想知道。

Answer 1

共享库或 DLL 将针对代码部分加载一次，并针对任何可写数据部分加载多次 [可能通过“写时复制”，因此如果您有大块内存大部分被读取，但是正在编写一些小部分，所有 DLL 都可以使用相同的部分，只要它们没有改变原始值]。

但是，一个 DLL 可能会被加载多次。当一个 DLL 被加载时，它被加载一个基地址，这是代码开始的地方。如果我们有一些进程正在使用，比方说，两个 DLL，由于它们之前的加载，使用相同的基地址[因为使用它的其他进程不会同时使用]，那么其中一个 DLL 将不得不在不同的基地址再次加载。对于大多数 DLL，这是相当不寻常的。但它有可能发生。

对每次加载进行引用计数的要点是，它允许系统知道何时卸载模块是安全的(当引用计数为零时)。如果我们有系统的两个不同部分，都想使用相同的 DLL，并且都加载该 DLL，那么当系统的第一部分关闭 DLL 时，您真的不希望导致系统崩溃。但是我们也不希望当系统的第二部分已经关闭 DLL 时，DLL 仍然留在内存中，因为那样会浪费内存。 [想象一下，这个应用程序是一个在服务器上运行的进程，每周都会从服务器下载新的 DLL，因此每周都会加载“最新的”DLL(具有不同的名称)。几个月后，您的整个内存将充满此应用程序的“旧的、未使用的”DLL]。当然还有一些场景，例如您所描述的，其中一个 DLL 使用 LoadLibrary 调用加载另一个 DLL，而主可执行文件加载完全相同的 DLL。同样，您确实需要调用两次 FreeLibrary 来关闭它。