动态加载库中的静态C++对象在dlopen()返回之前被初始化吗？

Question

动态加载库中的静态C++对象在dlopen()返回之前被初始化吗？

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下面的代码演示了预期的行为（也可以说是直观的）。就像可执行文件中的静态对象在进入 main() 之前被初始化一样，人们期望在动态加载库中的静态对象在 dlopen() 返回之前被初始化。

问题是：这种运行时加载的库的行为是否有任何保证，或者它只是一个便利的偶然事件或幸运的实现细节？我们能否依赖于库中静态对象的构造函数被调用，还是必须使用标有 __attribute__((constructor)) 的函数等替代方法来确保在 dlopen() 调用范围内实现某些所需的行为？

// libtest.cpp
#include <iostream>

namespace
{
    class Test
    {
    public:
        Test()  { std::cerr << "In Test()...\n"; }
        ~Test() { std::cerr << "In ~Test()...\n"; }
    };

    Test    test; // when is this initialized?
}

// testso.cpp
#include <dlfcn.h>
#include <iostream>

int main( int ac, char* av[] )
{
    if ( ac < 2 )
    {
        std::cerr << "Usage: " << av[0] << "library-name\n";
        return 1;
    }
    std::cerr << "Before dlopen()...\n";
    ::dlerror();
    void*    _handle(::dlopen( av[1], RTLD_NOW ));
    std::cerr << "After dlopen()...\n";
    if ( !_handle )
    {
        std::cerr << "Error: " << ::dlerror() << ", exiting...\n";
        return 2;
    }
    ::dlclose( _handle );
    std::cerr << "After dlclose()...\n";
    return 0;
}

编译并运行（请注意在dlopen()返回之前调用Test()）：

$ g++ -o libtest.so -shared -fPIC libtest.cpp
$ g++ -o testso -ldl testso.cpp
$ ./testso ./libtest.so
Before dlopen()...
In Test()...
After dlopen()...
In ~Test()...
After dlclose()...
$

.

- arayq2

当一个共享库被动态链接时，其中的全局变量和静态变量会发生什么？ - Donghui Zhang

第一个提示：如果可以避免，不要使用__attribute__((constructor))。它通常被认为是一种hack方法，而且不可移植。相反，使用一个导出的函数。只是提醒一下。 - Qix - MONICA WAS MISTREATED

一个导出的函数必须从外部调用；而构造函数则会自动运行，不需要任何外部操作（除了启动库本身的加载）。当需要后者的行为时，问题在于静态对象的构造函数是否能够实现这一点。对于像C这样没有本地构造函数概念的语言，“构造函数”就是这样的。 - arayq2

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Qix - MONICA WAS MISTREATED · Accepted Answer

首先，需要明确的是：dlopen() 非常依赖于平台，就像早期的疾病症状和WebMD一样，您应该始终查阅所在平台相关的 man 页面。

即使 dlopen() 函数族似乎符合 IEEE Standard 1003.1, 2004 Edition，这仍然是正确的。但我无法告诉您今天的系统有多么符合此类标准（例如，Windows一直以来都存在糟糕的POSIX兼容性问题）。

在OS/X / BSD上，是的：

dlopen()会检查由path指定的mach-o文件。如果该文件与当前进程兼容且尚未加载到当前进程中，则会被加载和链接。在链接后，如果它包含任何初始化函数，则在dlopen()返回之前调用它们。

^{强调我自己添加的。}

在Linux上，是的：

共享对象可以使用__attribute__((constructor))和__attribute__((destructor))函数属性导出函数。构造函数在dlopen()返回之前执行，而析构函数在dlclose()返回之前执行。 ^{强调是我的。}

在Solaris系统中，是的：在加载新对象时，在dlopen()返回之前会调用对象内部的初始化代码。这个初始化是用户代码，并且因此可能会产生无法被dlopen()捕获的错误。