加载共享库两次

Question

我正在尝试在C语言中两次加载共享库：

lib1 = dlopen("mylib.so", RTLD_LAZY | RTLD_LOCAL | RTLD_DEEPBIND);
lib2 = dlopen("mylib.so", RTLD_LAZY | RTLD_LOCAL | RTLD_DEEPBIND);

我希望lib1和lib2拥有独立的地址空间，以便它们可以执行不同的任务。目前，我唯一能做到这一点的方法是复制mylib，使代码看起来像这样：

lib1 = dlopen("mylib.so", RTLD_LAZY | RTLD_LOCAL | RTLD_DEEPBIND);
lib2 = dlopen("mylib2.so", RTLD_LAZY | RTLD_LOCAL | RTLD_DEEPBIND);

在有限的范围内，这对我来说很好用。然而，我的应用程序需要通常使用该库，这使得复制库变得麻烦。

有没有更好的方法为每次加载库创建一个单独的地址空间？

编辑：

我希望多次加载库，因为我的应用程序正在处理某种消息队列。消息队列中的项目引用一个共享库的名称（例如mylib），并包含一组将由库处理的数据。我想在多线程环境下处理MQ，运行每个调用库方法的线程。

只要MQ仅包含对库的一次调用，一切都按预期工作。但是，当我有两个使用相同库的项目时，事情开始变得奇怪。

- MiH

---

所以你希望共享库不像共享库一样工作；-) 为什么？ - P.P

请编辑您的问题以改进它并解释为什么要两次dlopen同一个库。这听起来像是一些XY问题。 - Basile Starynkevitch

@BasileStarynkevitch 您是正确的，我很抱歉。我编辑了我的问题，希望我添加了必要的信息。 - MiH

关于您对为什么要这样做的描述，看起来似乎该库不是可重入的。当存在可变状态在多个调用之间共享时会发生这种情况。但是，我不排除您调用代码的方式有问题，尽管这种可能性较小，因为您能够通过复制该库来解决问题。 - Ulrich Eckhardt

Answer 1

您需要使用 dlmopen 来实现此类隔离：

// No need for RTLD_LOCAL, not sure about RTLD_DEEPBIND
lib1 = dlmopen (LM_ID_NEWLM, "mylib.so", RTLD_LAZY | RTLD_DEEPBIND);

- yugr

Answer 2

动态加载代码的整个思想在于您能够与其他进程共享它。因此，我认为真正地重复加载库是不可能的。

不过，有些方法可以解决这个问题。其中一种方法是欺骗动态链接器，使其第二次加载库。复制库是您已经找到的一种方法。我可以想象硬链接也可以起作用。

然而，我认为最好的方法是跟随流程。我看到了两种实现目标的方法：分叉一个单独的进程或创建一个单独的初始化函数。

对于单独的进程，您只需使用适当的IPC机制在父子进程之间设置后，调用fork()即可，而不是第二次加载库。由于fork创建了一个新进程，它接收自己的内存空间，因此所有内容都保持独立。作为IPC，我建议使用某种中间件，例如ZeroMQ、dbus或XMLRPC。

创建单独的初始化函数是另一种选择。为此，您将库的状态组合成结构体，而不是作为全局变量。然后，在该init函数中，创建该结构体的实例，设置它并返回其地址。所有其他函数，以前操作全局状态，现在都将该结构体的地址作为额外参数（通常是第一个参数）接收。而不是加载库两次，您只需调用两次初始化函数即可设置单独的环境。

- Ulrich Eckhardt

---

我目前正在使用pthread来创建每个dlopen()运行的线程。据我所知，fork()和pthreads之间的区别在于fork会创建一个新的地址空间，因此需要IPC中间件。难道进程之间没有直接通信的方法吗？ - MiH

我认为真的不可能加载两次同一库，但是可以使用 dlmopen 实现。 - yugr

如果 dlmopen 能够正常工作，似乎它是加载该库两次的合适、非 hackish 的方法。 - Ulrich Eckhardt

Answer 3

每次加载库时，是否有更好的方法来拥有单独的地址空间？

实际上，虚拟地址空间 属于一个 进程（因此属于其中所有线程），而不是共享库（它使用该虚拟地址空间的多个段）。

对于 pid 为 1234 的进程，请使用 pmap(1)（如 pmap 1234）或 proc(5)（例如尝试 cat /proc/1234/maps ...）。

你真的应该避免重复dlopen(3)同一个共享库（这是故意设计成困难的；你可以使用符号链接和dlopen打开多个指向同一共享对象的符号链接，但你不应该这样做，例如因为static数据会被“加载两次”，并且会发生后果）。为了避免这种情况发生，动态加载器使用引用计数技术...

还要阅读Drepper的如何编写共享库

是否有更好的方法为每次加载库提供单独的地址空间？

然后您需要不同的进程，每个进程都有自己的虚拟地址空间。您将使用进程间通信：请参见pipe(7)、fifo(7)、socket(7)、unix(7)、shm_overview(7)、sem_overview(7)等...

- Basile Starynkevitch

---

你真的应该避免两次dlopen(3)同一个共享库 - 为什么？ dlmopen manpage提到了这种情况... - yugr