c++ - 静态库中的单例类

Question

假设我在静态库中有一个单例类 S，它可以与其他动态库 D1 D2 D3 链接，

因此据我了解，类 S 在每个 D1、D2 和 D3 中都有一个单独的实例，即使它不是单例(如全局)也是如此

有什么办法可以防止类 S 的多个拷贝吗？我不能将单例 S 放在另一个动态库中。

                 Executable
                /   |   \   \
              D1    D2  D3  D4 
               |    |   |
               S    S   S

编辑:单例 S 在单独的静态库中，与 D1 D2 D3... 分别链接。
单例分配在堆中，只有指针是静态的

static s::instance()
{
    static smart_ptr<S> ptr = NULL;
    if(ptr == NULL) ptr = new S;
    return ptr;
}

编辑2:

我做了一个简单的测试用例来检查一下这是一个示例 makefile(将 .dll 替换为 .so)我用来检查内容，我在 Ubuntu 和 Cygwin 上检查了它，这两个 g++ 编译器和行为是不同的。 cygwin 创建了 2 个不同的对象，但 ubuntu 创建了 1 个对象

all: dynamic1 dynamic2 main

static: static.cpp 
    g++ -c -fPIC static.cpp -o obj/static.o
    ar rvs lib/static.a obj/static.o 

dynamic1: static dynamic1.cpp
    g++ -fPIC -shared dynamic1.cpp lib/static.a -o lib/libdynamic1.dll

dynamic2: static dynamic2.cpp
    g++ -fPIC -shared dynamic2.cpp lib/static.a -o lib/libdynamic2.dll

main: dynamic1 dynamic2 main.cpp
    g++ --std=c++11 main.cpp -ldynamic1 -ldynamic2 -o lib/main -L./lib

Answer 1

如果您的动态链接器没有损坏，您应该不会有任何问题。即使每个动态库实际上都包含来自静态库 S 的目标文件，动态加载器也应该足够聪明，以确定它们对应于相同的符号，并在整个应用程序中始终使用相同的地址。

简而言之，如果你的系统没坏有一个真正的动态加载器，这里就没有问题

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根据您的编辑，我确认以上是它在美好世界中的方式以及在类 Unix 系统中的方式。你说它在 Ubuntu 上工作，我可以确认在 FreeBSD 上也一样。

但不幸的是，在 Windows 上情况有所不同。您没有像 ld.so 这样的真正的动态加载器，但您只需要导出函数的地址或 DLL 中的数据。因此，每个 DLL 都将使用自己的单例拷贝，因为每个 DLL 都将包含自己的代码拷贝并使用它，因为没有全局链接阶段来合并它。

更糟糕的是，我无法想象任何简单的解决方法:静态链接和动态链接具有不同的行为句号。这意味着一旦您在 Windows 上使用动态链接，单例或任何可以从至少两个不同的 DLL 访问的共享数据必须驻留在一个地方，即一个 DLL。

TL/DR:如果你的系统有一个真正的动态加载器(像 Unix 一样)，你不必担心静态或动态链接，加载器(ld.so)会关心它。在 Windows 上，它没有动态加载器，只有一个运行时 LoadLibrary API 调用，任何共享数据必须驻留在一个且仅一个模块中。