c++ - 当使用静态成员将共享库静态链接到可执行文件时，我在 UNIX 和 WIN 上收到不同的结果。请解释为什么？

Question

请考虑以下代码和平:

// 1. Single header file. Imagine that it is some static library.
// Counter.h
#pragma once

struct Counter
{
    Counter()
    { 
        ++getCount();
    }

    static int& getCount()
    {
        static int counter = 0;
        return counter;
    }
};

// 2. Shared library (!) : 
// main_DLL.cpp
#include <iostream>
#include "counter.h"

extern "C"
{
   __declspec(dllexport) // for WIN
   void main_DLL()  
   {
       Counter c;
       std::cout << "main_DLL : ptr = " << &Counter::getCount()<< " value = " << Counter::getCount() << std::endl;
   }
}

// 3. Executable. Shared library statically (!) linked to the executable file.
// main.cpp

#include "counter.h"
#include <iostream>

extern "C"
{
    __declspec(dllimport) // for WIN
    void main_DLL();
}

int main()
{
    main_DLL();
    Counter c;
    std::cout << "main_EXE : ptr = " << &Counter::getCount() << " value = " << Counter::getCount() << std::endl;
}

结果:

Results for WIN (Win8.1 gcc 5.1.0):
main_DLL : ptr = 0x68783030 value = 1
main_EXE : ptr = 0x403080 value = 1
// conclusion: two different counters

Results for UNIX (Red Hat <I don’t remember version exactly> gcc 4.8.3):
main_DLL : ptr = 0x75693214 value = 1
main_EXE : ptr = 0x75693214 value = 2
// conclusion: the same counter addressed

建筑:

Building for WIN:
g++ -c -Wall -Werror -o main_DLL.o main_DLL.cpp
g++ -shared -Wl,--out-implib=libsharedLib.a -o libsharedLib.so main_DLL.o
g++ -Wall –Werror -o simpleExample main.cpp -L./ -lsharedLib

Building for UNIX:
g++ -c -Wall -Werror -fPIC -o main_DLL.o main_DLL.cpp
g++ -shared -fPIC -o libsharedLib.so main_DLL.o
g++ -Wall –Werror -fPIC -o simpleExample main.cpp -L./ -lsharedLib

因此，您看到我在 UNIX 上添加了 –fPIC 并且不需要为 UNIX 创建导入库，因为所有导出符号都包含在共享库中。在 Windows 上，我为此使用 __declspec。

对我来说，Windows 上的结果非常令人期待。因为共享库和可执行文件是分开构建的，所以它们应该知道 Counter::getCount 中的静态变量。他们应该简单地为其分配内存，这就是为什么他们有不同的静态计数器。

我使用 nm、objdump 等工具进行了相当多的分析。虽然我不是他们的大专家，所以我没有发现任何可疑之处。如果需要，我可以提供他们的输出。

使用 ldd 工具我可以看到在这两种情况下静态链接的库。

为什么我在 Unix 上看不到相同的结果，这很奇怪。根本原因可能在于构建选项(例如 –fPIC)，还是我遗漏了什么？

Answer 1

在 Windows 中，除非您添加 dllexport 语句，否则 DLL 不会导出全局和静态符号，因此，链接器甚至不知道它们的存在，因此它会为静态成员分配新的实例.

在 linux/unix 中，共享库导出所有全局和静态符号，因此当链接器发现共享库中存在静态成员时，它只使用其地址。

这就是不同结果的原因。