链接可执行文件中的共享库与另一个共享库

Question

tl;dr

如果库是由可执行文件或另一个共享库链接的，linux 加载和链接共享库的方式有什么不同吗？

背景

假设我有一个共享库（例如libA.so），其中包含一个带有静态std::map 的类和一组单例类。每个单例类都可以访问地图并将其自身的实例静态添加到地图中。

有两种情况：

1. 我在可执行文件中使用共享库 (libA.so) 从全局映射中读取所有已注册的类。
2. 我在另一个共享库 (libB.so) 中使用共享库 (libA.so)，并在可执行文件中使用这个新库。在这种情况下，libB.so 使用来自libA.so 的映射为可执行文件提供一些功能（如外观）。

问题

如果我在可执行文件中使用（即链接）这个共享库（场景 1），如果我在另一个共享库中使用这个库并且然后在可执行文件中使用新的（场景2），地图似乎是空的。

我似乎无法理解链接器在这两种情况下如何处理共享库。

更新

事实证明，libB.so 没有正确链接到 libA.so，即使使用 g++ 的 -lA 标志明确指示也是如此。即使我看不到libB.so 使用ldd、pmap 或objdump 链接的libA.so，但在使用libA.so 的类时我没有遇到运行时错误。如果我使用 clang++ 运行相同的命令，我可以看到列出了 所有 所需的库。

Answer 1

我将描述一个可能产生您所看到的行为的场景。

1. 调用单例对象的全局构造函数，并将它们注册到映射中。
2. 地图的全局构造函数被调用，导致地图被初始化为一个空的数据结构。

另一种情况：

• 如果您从全局构造函数中读取来自libB.so 的映射，则它可能会在任何对象有机会注册自己之前被调用。

通常，来自不同翻译单元的全局构造函数的执行顺序没有保证，当然也不能来自不同的共享库。

上述第一个问题的解决方案是为您的地图使用单例样式模式，以便在使用时对其进行初始化，而不是通过全局构造函数进行初始化。

TheMap & GlobalMap () {
    static TheMap instance;
    return instance;
}

解决上述第二个问题的方法是禁止从全局构造函数访问全局映射。也就是说，将libB.so 中的所有全局构造函数更改为在使用时进行初始化，而不是在全局构造函数中进行初始化。

Answer 2

Drepper 的论文 How To Write a Shared Library 是该主题的一个很好的参考，应该可以回答您的问题。

您应该确保在第二种情况下，该库仅链接一次（例如，使用完全相同的路径）。请参阅ld-linux(8) 并使用例如LD_DEBUG等等...

你也可以strace你的执行以了解发生了什么。

您应该检查（使用pmap 或使用cat /proc/$ThePid/maps）该库仅加载一次。