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大家好，我是程序喵。

不知道大家平時(shí)編程過程中使用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的情況多不多，如果一個(gè)程序引用了無數(shù)個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，那就有可能引入符號(hào)沖突的問題，問題如下：

想象中

實(shí)際上

下面我們嘗試解決它：

最開始介紹下g++基本命令參數(shù)：

g++ 
-c <file> 編譯源文件，但是不進(jìn)行鏈接 
-o <file> 指定輸出文件的名字 
-s        strip，移除符號(hào)信息 
-L <dir>  指令搜索鏈接庫(kù)的路徑 
-l <lib>  指定要鏈接的鏈接庫(kù) 
-shared   產(chǎn)生動(dòng)態(tài)目標(biāo)文件 

先來看一段代碼：

#include <stdio.h> 
 
void DoThing() { printf("work \n"); } 

再定義一個(gè)簡(jiǎn)單的main.cc程序：

#include <stdio.h> 
 
void DoThing(); 
 
int main() { 
    printf("start \n"); 
    DoThing(); 
    printf("finished \n"); 
    return 0; 
} 

編譯這兩個(gè)文件，并分別打包成靜態(tài)庫(kù)：

g++ -c work.cc -o work.o 
ar rc libwork.a work.o 
g++ -c main.cc -o main.o 
ar rc libmain.a main.o 

現(xiàn)在將這兩個(gè)靜態(tài)庫(kù)鏈接成一個(gè)可執(zhí)行文件，注意鏈接器如果發(fā)現(xiàn)當(dāng)前庫(kù)中使用了沒有被定義的符號(hào)，它只會(huì)向后查找，因此，最低級(jí)別沒有其它依賴的庫(kù)應(yīng)該放在最右邊，如果出現(xiàn)了符號(hào)沖突問題，鏈接器會(huì)使用最左邊的符號(hào)。

如果這樣進(jìn)行鏈接：

$ g++ -s -L. -o main.exe -lwork -lmain 
./libmain.a(main.o): In function `main': 
main.cc:(.text+0x11): undefined reference to `DoThing()' 
collect2: error: ld returned 1 exit status 

鏈接失敗，因?yàn)閙ain庫(kù)里的DoThing符號(hào)沒有被定義，鏈接器向后查找，沒有找到對(duì)應(yīng)的符號(hào)定義，這里更改下鏈接庫(kù)的順序：

g++ -s -L. -o main.exe -lmain -lwork 
$ ./main.exe 
start 
work 
finished 

鏈接成功。

現(xiàn)在寫一個(gè)簡(jiǎn)單的容易產(chǎn)生符號(hào)沖突的文件conflict.cc：

#include <stdio.h> 
 
void DoThing() { printf("conflict \n"); } 

編譯并打包成靜態(tài)庫(kù)：

g++ -c conflict.cc -o conflict.o 
ar rc libconflict.a conflict.o 

如果按這樣的順序鏈接成一個(gè)可執(zhí)行程序：

$ g++ -s -L. -o main.exe -lmain -lwork -lconflict 
$ ./main.exe 
start 
work 
finished 

如果稍微更改一下鏈接的順序：

$ g++ -s -L. -o main.exe -lmain -lconflict -lwork 
$ ./main.exe 
start 
conflict 
finished 

這里發(fā)現(xiàn)順序的不同導(dǎo)致了程序輸出內(nèi)容不同，究其原因就是那潛在的符號(hào)沖突。

現(xiàn)在再試試動(dòng)態(tài)庫(kù)，先介紹如何使用動(dòng)態(tài)庫(kù)：

$ rm libconflict.a 
$ g++ -shared conflict.o -o libconflict.so 
$ g++ -s -L. -o main.exe -lmain -lconflict 
$ LD_LIBRARY_PATH=. ./main.exe 
start 
conflict 
finished 

現(xiàn)在再引用一個(gè)中間層在動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中調(diào)用conflict的文件layer.cc

#include <stdio.h> 
void DoThing(); 
void DoLayer() { 
    printf("layer \n"); 
    DoThing(); 
} 

并把layer和conflict打包成一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)：

$ g++ -c layer.cc -o layer.o 
$ g++ -shared layer.o conflict.o -o libconflict.so 

然后更新main.c程序，main里面調(diào)用layer，layer里調(diào)用conflict：

#include <stdio.h> 
void DoLayer(); 
int main() { 
    printf("start \n"); 
    DoLayer(); 
    printf("finished \n"); 
    return 0; 
} 

編譯鏈接執(zhí)行：

$ g++ -c main.cc -o main.o 
$ ar rc libmain.a main.o 
$ g++ -s -L. -o main.exe -lmain -lconflict 
$ LD_LIBRARY_PATH=. ./main.exe 
start 
layer 
conflict 
finished 

正常輸出，沒啥問題，現(xiàn)在再把之前的work.cc也塞到main.cc中，觀察下沖突：

#include <stdio.h> 
void DoThing(); 
void DoLayer(); 
int main() { 
    printf("start \n"); 
    DoThing(); 
    DoLayer(); 
    printf("finished \n"); 
    return 0; 
} 

把work.o和main.o打包成一個(gè)庫(kù)，之后和conflict鏈接成一個(gè)可執(zhí)行程序，運(yùn)行：

$ g++ -c main.cc -o main.o 
$ ar rc libmain.a main.o work.o 
$ g++ -s -L. -o main.exe -lmain -lconflict 
$ LD_LIBRARY_PATH=. ./main.exe 
start 
work 
layer 
work 
finished 

這里輸出了兩個(gè)work，正常情況下第二個(gè)work應(yīng)該輸出conflict，怎么解決呢?可以考慮使用-fvisibility=hidden來隱藏內(nèi)部的符號(hào)，鏈接庫(kù)內(nèi)部使用的符號(hào)把它隱藏掉，不讓它被導(dǎo)出，外部也不會(huì)改變它的調(diào)用路徑。

先使用nm看一下libconflict.so里面的符號(hào)：

$ nm -CD libconflict.so 
                 w _ITM_deregisterTMCloneTable 
                 w _ITM_registerTMCloneTable 
000000000000065a T DoLayer() 
0000000000000672 T DoThing() 
0000000000201030 B __bss_start 
                 w __cxa_finalize 
                 w __gmon_start__ 
0000000000201030 D _edata 
0000000000201038 B _end 
0000000000000688 T _fini 
0000000000000528 T _init 
                 U puts 

如果把符號(hào)隱藏掉，

$ g++ -fvisibility=hidden -c layer.cc -o layer.o 
$ g++ -fvisibility=hidden -c conflict.cc -o conflict.o 
$ g++ -shared layer.o conflict.o -o libconflict.so 
再使用nm看一下libconflict.so里面的符號(hào)： 
$ nm -CD libconflict.so 
                 w _ITM_deregisterTMCloneTable 
                 w _ITM_registerTMCloneTable 
0000000000201028 B __bss_start 
                 w __cxa_finalize 
                 w __gmon_start__ 
0000000000201028 D _edata 
0000000000201030 B _end 
0000000000000618 T _fini 
00000000000004c0 T _init 
                 U puts 

這樣的話main函數(shù)肯定不能調(diào)用DoLayer啦，因?yàn)镈oLayer符號(hào)沒有暴露出來：

$ g++ -s -L. -o main.exe -lmain -lconflict 
./libmain.a(main.o): In function `main': 
main.cc:(.text+0x16): undefined reference to `DoLayer()' 
collect2: error: ld returned 1 exit statu 

那怎么暴露出來特定符號(hào)呢，直接看代碼，改動(dòng)了layer.cc：

#include <stdio.h> 
void DoThing(); 
__attribute__ ((visibility ("default"))) void DoLayer() { 
    printf("layer \n"); 
    DoThing(); 
} 

再編譯鏈接運(yùn)行看看結(jié)果：

$ g++ -fvisibility=hidden -c layer.cxx -o layer.o 
$ g++ -shared layer.o conflict.o -o libconflict.so 
$ g++ -s -L. -o main.exe -lmain -lconflict 
$ LD_LIBRARY_PATH=. ./main.exe 
start 
work 
layer 
conflict 
finished 

發(fā)現(xiàn)已經(jīng)是我們期待的結(jié)果啦，符號(hào)沖突的問題因此被解決。

是不是感覺很麻煩，難道每個(gè)要暴露的符號(hào)都要加上__attribute__這種修飾嗎，這里其實(shí)可以寫一個(gè)export文件，告訴編譯器要導(dǎo)出的所有符號(hào)有哪些。

export.txt 
 
{ 
 global: *DoLayer*; 
 local: *; 
}; 
g++ -Wl,--version-script=export.txt -s -shared layer.o conflict.o -o libconflict.so 

但是這種方式只有在gcc中才可以被使用，我在clang中嘗試使用但是失敗啦，所以為了兼容性不建議使用這種方式，還是消停的使用__attribute__來解決符號(hào)沖突問題吧。