동적 라이브러리가 링크 될 때 공유 라이브러리의 전역 변수와 정적 변수는 어떻게됩니까?

Question

전역 변수와 정적 변수가있는 모듈이 응용 프로그램에 동적으로 연결될 때 어떤 일이 발생하는지 이해하려고합니다. 모듈이란 솔루션의 각 프로젝트를 의미합니다 (저는 Visual Studio와 함께 많은 일을합니다!). 이러한 모듈은 * .lib 또는 * .dll 또는 * .exe 자체에 내장되어 있습니다.

응용 프로그램의 바이너리는 데이터 세그먼트의 모든 개별 번역 단위 (개체 파일)의 전역 및 정적 데이터를 포함한다는 것을 알고 있습니다 (const 인 경우 읽기 전용 데이터 세그먼트).

• 이 응용 프로그램이로드 시간 동적 연결을 사용하는 모듈 A를 사용하면 어떻게됩니까? DLL 전역 및 정적에 대한 섹션이 있다고 가정합니다. 운영 체제에서로드합니까? 그렇다면 어디서로드됩니까?

• 그리고 응용 프로그램이 런타임 동적 링크로 모듈 B를 사용하면 어떻게됩니까?

• 내 응용 프로그램에 A와 B 둘 다 사용하는 두 개의 모듈이있는 경우 아래에서 언급 한대로 (다른 프로세스 인 경우) A와 B의 전역 복사본이 생성됩니까?

• DLL A와 B는 응용 프로그램 전역에 액세스합니까?

MSDN에서 인용 (당신의 이유뿐만 아니라하시오) : 컴파일러에 의해 전역 변수로 취급되는 DLL 소스 코드 파일에서 글로벌로 선언 된

변수와 링커를 사용하지만 주어진 DLL을로드하는 각 프로세스는 해당 DLL의 전역 변수 사본을 가져옵니다. 정적 변수의 범위는 정적 변수가 선언 된 블록으로 제한됩니다. 결과적으로 각 프로세스는 기본적으로 DLL 전역 변수와 정적 변수의 자체 인스턴스를 갖습니다.

및 here에서

:

모듈을 동적으로 링크 할 때, 그것은 다른 라이브러리 전역의 자신의 인스턴스를 가지고 있는지 또는 전역가 공유 불분명 할 수 있습니다.

감사합니다.

Answer 1

이것은 Windows와 유닉스 계열 시스템 사이의 꽤 유명한 차이점입니다.

상관없이 :

• (일부 프로세스 간 통신 라이브러리 또는 확장을 사용하지 않는 한) 모든 메모리를 프로세스간에 공유되고이 결코 의미, 자신의 주소 공간이 각 과정.
• 하나의 정의 규칙 (ODR)이 계속 적용됩니다. 즉, 링크 타임 (정적 또는 동적 링크)에서 볼 수있는 전역 변수의 정의를 하나만 가질 수 있습니다.

여기 핵심 문제는 실제로 가시성입니다.

모든 경우에 전역 변수 (또는 함수)는 모듈 (dll/so 또는 실행 파일) 외부에서 결코 볼 수 없습니다. C++ 표준은 내부 링크를 필요로합니다. 즉, 정의 된 변환 단위 (오브젝트 파일이됩니다) 외부에서 볼 수 없습니다. 그래서, 그 문제를 해결합니다.

복잡해지면 extern 전역 변수가있는 것입니다. 여기서 Windows와 Unix 계열 시스템은 완전히 다릅니다.

Windows의 경우 (.exe 및 .dll) extern 전역 변수는 내 보낸 기호의 일부가 아닙니다. 즉, 다른 모듈은 다른 모듈에 정의 된 전역 변수를 전혀 알지 못합니다. 예를 들어 DLL에 정의 된 extern 변수를 사용해야하는 실행 파일을 만들려고하면 링커 오류가 발생합니다. 이는 허용되지 않기 때문입니다. extern 변수의 정의와 함께 객체 파일 (또는 정적 라이브러리)을 제공하고 과 함께 실행 파일과 DLL 모두을 정적으로 링크해야합니다. 두 개의 별개의 전역 변수가 생성됩니다 (하나는 실행 파일에 속하고 다른 하나는에 속함). DLL).

실제로 Windows에서 전역 변수를 내보내려면 함수 내보내기/가져 오기 구문과 유사한 구문, 즉 사용해야합니다 :

#ifdef COMPILING_THE_DLL 
#define MY_DLL_EXPORT extern "C" __declspec(dllexport) 
#else 
#define MY_DLL_EXPORT extern "C" __declspec(dllimport) 
#endif 

MY_DLL_EXPORT int my_global; 

을 당신은 글로벌 변수가 목록에 추가 할 때 내 보낸 기호를 다른 모든 기능처럼 연결할 수 있습니다.

리눅스와 같은 유닉스 환경의 경우, 확장 라이브러리 .so과 함께 "공유 객체"라고하는 동적 라이브러리는 모두 extern 전역 변수 (또는 함수)를 내 보냅니다. 이 경우 로딩 시간을 공유 객체 파일에 연결하면 전역 변수가 공유됩니다 (즉, 하나로 연결됨). 기본적으로 유닉스 계열 시스템은 정적 라이브러리 나 동적 라이브러리와의 연결에 차이가 없도록 설계되었습니다. 다시 ODR이 보드 전체에 적용됩니다. extern 전역 변수가 모듈간에 공유됩니다. 즉,로드 된 모든 모듈에서 하나의 정의 만 있어야합니다.

마지막으로, 두 경우 모두, Windows 또는 유닉스 계열 시스템을 위해, 당신은 즉, 사용, 런타임에게 동적 라이브러리의 연결을 할 수 있습니다 LoadLibrary()/GetProcAddress()/FreeLibrary() 또는 dlopen()/dlsym()/dlclose(). 이 경우 사용하려는 심볼 각각에 대한 포인터를 수동으로 가져와야하며 사용하려는 전역 변수가 포함되어 있어야합니다. 전역 변수의 경우 전역 변수가 내 보낸 기호 목록의 일부인 경우 (앞 단락의 규칙에 따라) GetProcAddress() 또는 dlsym()을 함수와 동일하게 사용할 수 있습니다.

물론 최종 참고로 : 전역 변수는 피해야합니다.. 그리고 당신이 인용 한 텍스트 ("명확하지 않은"것에 대한 것)가 방금 설명한 플랫폼 별 차이점을 정확히 참조하고 있다고 생각합니다 (동적 라이브러리는 실제로 C++ 표준에 의해 정의되지 않았으며 이는 플랫폼 별 영역입니다. 안정성/휴대 성이 훨씬 떨어짐).