作者 | robot

在C/C++開發(fā)領(lǐng)域，運(yùn)行時庫（Run Time Library）是一個非常重要且基礎(chǔ)的概念，但是相關(guān)的介紹文章卻很少，以至于對很多開發(fā)同學(xué)來說，這是一個偏神秘的存在，本文作者查閱了大量資料，并結(jié)合自己的理解，希望能夠通俗易懂的科普和揭秘一下這一領(lǐng)域，內(nèi)容包括什么是C/C++運(yùn)行時庫，它的主要功能，各平臺的存在形式，以及開發(fā)中要注意的問題。

一、認(rèn)識C/C++運(yùn)行時庫

1. 初識概念

你是否知道，我們開發(fā)的C/C++程序，在運(yùn)行過程中，背后有一個基礎(chǔ)模塊，在默默提供著支持？

這背后的基礎(chǔ)模塊，也叫基礎(chǔ)庫，或運(yùn)行時庫。

見下圖，支撐C/C++程序運(yùn)行的，除了CPU/內(nèi)存等硬件和操作系統(tǒng)之外，還有C/C++運(yùn)行時庫：

那么，它具體在干什么呢？要理解這一概念，需要先從C/C++語言說起。

2. 編程語言

基本每種編程語言，包括C/C++語言，都包括兩個部分：

• 語法部分：比如判斷、循環(huán)、定義變量、函數(shù)、類、注釋等，及一些內(nèi)置類型。
• 標(biāo)準(zhǔn)庫部分：該語言最常用的函數(shù)或類庫，比如輸入輸出、內(nèi)存管理、字符串操作、數(shù)學(xué)函數(shù)、線程相關(guān)等。因為太基礎(chǔ)常用，所以被納入語言標(biāo)準(zhǔn)的一部分，稱為標(biāo)準(zhǔn)庫。

狹義的語言，僅僅是指語法部分，可稱之為語言本身；廣義的語言，是指語法部分+標(biāo)準(zhǔn)庫部分。

語言的標(biāo)準(zhǔn)庫+各種第三方庫，組成了我們程序中常見的各種庫。

C/C++運(yùn)行時庫，就是在運(yùn)行時，為語言的這兩部分提供基礎(chǔ)支持的庫?；蛘吆喲灾?，C/C++運(yùn)行時庫，就是C/C++程序在運(yùn)行時依賴的基礎(chǔ)庫。

3. 其它語言的運(yùn)行時庫

除了C/C++語言之外，其它語言其實也有自己的運(yùn)行時庫。

比如Java，其運(yùn)行時庫就是Java運(yùn)行時環(huán)境（JRE），它包括Java虛擬機(jī)（JVM）和Java標(biāo)準(zhǔn)庫。

• 比如Python，其運(yùn)行時庫是指Python的解釋器 + Python標(biāo)準(zhǔn)庫。
• 比如JavaScript，其運(yùn)行時庫是指瀏覽器 + JavaScript解釋器。

總的來說，語言的運(yùn)行時庫，就是為該語言編寫的程序，在運(yùn)行時提供基礎(chǔ)支持的庫或環(huán)境。

二、C/C++運(yùn)行時庫的功能

這一部分，我們來看看C/C++運(yùn)行時庫的具體功能。

對于 C 和 C++，其實是兩種不同的語言，后者是在前者的基礎(chǔ)上擴(kuò)展而來，它們的運(yùn)行時庫，也是有兩個，我們分開來看看。

1. C運(yùn)行時庫

C語言包括如下常用函數(shù)：

• 輸入輸出函數(shù)，比如 printf、scanf、puts
• 內(nèi)存管理函數(shù)，比如 malloc、free、realloc
• 文件系列函數(shù)，比如 fopen、fread、fwrite
• 字符串相關(guān)函數(shù)，比如 strcpy、strcmp、strlen
• 數(shù)學(xué)函數(shù)，比如 sin、cos、sqrt

這些函數(shù)是怎么實現(xiàn)的？是由誰提供的？

這些函數(shù)并不是由操作系統(tǒng)提供的，而是由C語言提供的，準(zhǔn)確說是由C運(yùn)行時庫提供的。

比如內(nèi)存相關(guān)：

Linux系統(tǒng)原本提供的內(nèi)存分配函數(shù)（也叫API），是brk、mmap等，而Windows系統(tǒng)提供的API是HeapAlloc、HeapFree、VirtualAlloc等，C語言（準(zhǔn)確說是C運(yùn)行時庫）把各操作系統(tǒng)提供的API封裝成統(tǒng)一的malloc、free。

如下圖，Linux下malloc調(diào)用系統(tǒng)API的堆棧：

Windows下malloc調(diào)用系統(tǒng)API的堆棧：

（事實上，malloc內(nèi)部并不是簡單調(diào)用各系統(tǒng)API，而是做了一個內(nèi)存池，小內(nèi)存從池中分配，大內(nèi)存調(diào)系統(tǒng)API）

對于文件：

• C語言提供的fopen、fread、fwrite等，即FILE系列的緩沖文件，同樣是調(diào)用各平臺的系統(tǒng)API實現(xiàn)的。Linux下是調(diào)用open、write等非緩沖文件接口，Windows下是調(diào)用CreateFile、WriteFile等。
• 除了上面說的平臺相關(guān)函數(shù)外，C運(yùn)行時庫里，還有一些是平臺無關(guān)或關(guān)系不大的函數(shù)，比如字符串、數(shù)學(xué)相關(guān)函數(shù)等。
• 另外C運(yùn)行時庫為了支持程序的運(yùn)行，還在統(tǒng)一的main函數(shù)前后做了一些邏輯，比如在main之前初始化一些全局變量、環(huán)境變量、命令行參數(shù)等，在main之后做一些資源的清理等。

總結(jié)一下，C運(yùn)行時庫里提供了一系列常用的庫函數(shù)，包括把平臺相關(guān)函數(shù)封裝成統(tǒng)一的接口、平臺無關(guān)的，以及給我們提供了一個統(tǒng)一的main入口。

這些庫函數(shù)是事先編譯好的，通常隨編譯器一起發(fā)布，編譯器在編譯我們的程序時，自動幫我們做了鏈接，讓我們無感。

這也是為什么教科書說C語言是可移植語言的原因之一，因為這些跨平臺實現(xiàn)幫我們屏蔽了操作系統(tǒng)的差異，否則就需要調(diào)各操作系統(tǒng)的API，為不同平臺編寫不同的代碼了。

2. C++運(yùn)行時庫

C++語言，是在C語言的基礎(chǔ)上提供了更多的功能特性，包括：

• 語言本身，提供了類、多態(tài)、new/delete、異常、RTTI等。
• 標(biāo)準(zhǔn)庫，提供了string、vector、list、map等各種容器和算法，以及輸入輸出流、智能指針、日期時間、線程相關(guān)等。

C++運(yùn)行時庫，也是在C運(yùn)行時庫的基礎(chǔ)上，為C++語言的這兩部分特性提供支持。

這些庫，語言提供者們幫我們實現(xiàn)好，放在一個動態(tài)庫或靜態(tài)庫中，編譯器最終做鏈接即可。

3. 總結(jié)一下

C/C++運(yùn)行時庫的具體功能，綜合來看，有幾方面：

• 支持程序的啟動和退出。包括main之前的全局變量、環(huán)境變量、命令行參數(shù)的初始化，和main之后的資源清理等。
• 把一些平臺相關(guān)API封裝成統(tǒng)一的庫函數(shù)或類，便于我們跨平臺開發(fā)。
• 其它常用功能的實現(xiàn)，封裝成函數(shù)或類。
• 少量語言特性的支持，比如異常處理、RTTI等。

三、各平臺的C/C++運(yùn)行時庫

前面介紹了C/C++運(yùn)行時庫的通用概念和主要功能，這部分介紹一下在各平臺的具體存在形式。

為了更好的理解，在之前先介紹一下語言的標(biāo)準(zhǔn)和實現(xiàn)、動態(tài)庫與靜態(tài)庫，以及各平臺的庫文件格式。

1. 標(biāo)準(zhǔn)與實現(xiàn)

C和C++語言，都是只有一種標(biāo)準(zhǔn)，但有多種實現(xiàn)。

(1) 一種標(biāo)準(zhǔn)

即 ISO 的C/C++標(biāo)準(zhǔn)委員會制定的，但這個標(biāo)準(zhǔn)按時間順序，有多個版本，后一個版本在前一個版本基礎(chǔ)上改進(jìn)，增加新的特性，同時也可能廢棄一些特性。

對于C語言，有C89/C90、C99、C11等；C++ 有 C++98、C++11、C++17、C++20 等。

C標(biāo)準(zhǔn)各版本簡介：

• C89：ANSI C，第一個版本，是美國標(biāo)準(zhǔn)，有32個關(guān)鍵字，1989年
• C90：和C89差不多，被國際ISO標(biāo)準(zhǔn)采納，1990年
• C99：1999年發(fā)布，增加了多個特性，包括變長數(shù)組、inline關(guān)鍵字、//注釋、宏可變參數(shù)
• C11：2011年發(fā)布，增加了多線程、內(nèi)存對齊、Unicode等支持

C++標(biāo)準(zhǔn)各版本簡介：

• C++98：C++的第一個標(biāo)準(zhǔn)版本，1998年由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）發(fā)布。
• C++03：對C++98的一個小修訂，2003年發(fā)布。
• C++11：2011年發(fā)布，重大更新，引入了很多新特性，如auto類型、范圍for循環(huán)、列表初始化、lambda表達(dá)式等。
• C++14：2014年發(fā)布，對C++11的一個小修訂。
• C++17：2017年發(fā)布，重大更新，引入了很多新特性，如結(jié)構(gòu)化綁定、并行算法、模板參數(shù)自動推導(dǎo)等。
• C++20：2020年發(fā)布。引入了很多新特性，如概念、協(xié)程、模塊等。

語言的標(biāo)準(zhǔn)，只是定義了語言的語法語義，以及有哪些頭文件、庫函數(shù)聲明等，但并不負(fù)責(zé)語言及這些庫函數(shù)的實現(xiàn)。

(2) 多種實現(xiàn)

語言的具體實現(xiàn)，是由各編譯器廠商完成的，包括語法語義的實現(xiàn)，和標(biāo)準(zhǔn)庫（運(yùn)行時庫）的實現(xiàn)。

主要的有Linux下GNU的實現(xiàn)，Windows下的MSVC實現(xiàn)、以及LLVM的實現(xiàn)等，后文會具體介紹。

標(biāo)準(zhǔn)和實現(xiàn)的關(guān)系：

標(biāo)準(zhǔn)和實現(xiàn)不一定是完全一致的。比如某編譯器版本，可能對標(biāo)準(zhǔn)某特性的遵循不夠完善，也有可能某個編譯器先實現(xiàn)了某語言特性，然后才被納入標(biāo)準(zhǔn)。

2. 靜態(tài)庫與動態(tài)庫

與我們自己開發(fā)的庫是分為靜態(tài)庫與動態(tài)庫（也叫共享庫）一樣，C/C++運(yùn)行時庫也是分為靜態(tài)庫與動態(tài)庫。比如在Linux平臺，靜態(tài)庫的后綴是.a，動態(tài)庫的后綴是.so。

• 動態(tài)庫（共享庫）會被多個程序共享，好處是程序體積小，但缺點是運(yùn)行時會多一些依賴。
• 靜態(tài)庫正好相反，優(yōu)點是運(yùn)行時少依賴，但缺點是體積大，因為它被鏈接進(jìn)可執(zhí)行文件內(nèi)部。

這些靜態(tài)庫或動態(tài)庫，是由廠商開發(fā)，提前編譯好，然后在編譯器編譯鏈接我們的程序時，自動鏈接進(jìn)去。

3. 庫的文件格式

不同平臺的庫文件的二進(jìn)制格式是不一樣的，文件名后綴也不一樣，為了避免在后文中部分同學(xué)疑惑，這里簡單介紹一下各平臺的庫文件格式。

可執(zhí)行/庫文件格式，常見的就是三種，我列成一個表格：

注：

• ELF：Executable and Linkable Format
• PE：Portable Executable
• Mach-O：Mach Object file format

4. 各平臺的具體實現(xiàn)

現(xiàn)在我們開始看看各平臺的具體實現(xiàn)，包括Linux平臺的GNU實現(xiàn)、Windows的實現(xiàn)、LLVM的實現(xiàn)、移動端的實現(xiàn)，以及其它嵌入式平臺的實現(xiàn)。

(1) GNU的實現(xiàn)

這是Linux后臺開發(fā)最常見的實現(xiàn)，其C運(yùn)行時庫是GNU C Library，簡稱glibc。

• GNU簡介：GNU是一個開源項目，全稱GNU's Not Unix，目標(biāo)是開發(fā)一個操作系統(tǒng)，但由于其內(nèi)核開發(fā)緩慢，我們實際上用到的是GNU的各種上層工具+Linux內(nèi)核的結(jié)合，即GNU/Linux。
• GNU項目具體包括：GCC（多種編譯器集合）、C庫（即glibc）、bash及各種命令行工具、編輯器等。我們?nèi)粘＝佑|到的Linux，其實準(zhǔn)確叫GNU/Linux，它是由GNU的各種上層工具+Linux內(nèi)核組成。常見的各種Linux發(fā)行版（Ubuntu、Debian、CentOS等），都屬于GNU/Linux。

在Linux平臺，一個最簡單的C語言程序，在運(yùn)行時會依賴哪些庫？

如下Hello World代碼：

// hello.c
#include <stdio.h>
int main() {
  printf("Hello World!\n");
  return 0;
}

使用 gcc 編譯，默認(rèn)動態(tài)鏈接C運(yùn)行時庫：

gcc hello.c -o hello

使用 ldd 命令查看依賴：

圖中的libc.so，即C的運(yùn)行時庫。

其實嚴(yán)格來說，圖中的這三個庫，都是C程序的運(yùn)行時庫，因為都是為程序的運(yùn)行提供支持的。

順便看看文件大?。?/p>

Linux平臺，一個最簡單的C++程序，運(yùn)行時會依賴哪些庫？

如下Hello World代碼：

// hello.cpp
#include <iostream>
int main() {
    std::cout << "Hello World!" << std::endl;
    return 0;
}

使用g++編譯，默認(rèn)動態(tài)鏈接C/C++運(yùn)行時庫：

g++ hello.cpp -o hello

用 ldd 命令查看依賴：

圖中的libstdc++.so，即C++的運(yùn)行時庫。

附其它幾個庫簡介：

• linux-vdso.so：虛擬庫，用于程序更高效的調(diào)用部分內(nèi)核接口
• libm.so：數(shù)學(xué)庫
• libgcc_s.so：gcc的支持庫，用異常處理、RTTI等
• ld-linux-x86-64.so：動態(tài)庫的加載器

庫的靜態(tài)與動態(tài)：

gcc、g++對于C/C++運(yùn)行時庫，默認(rèn)都是鏈接到其動態(tài)庫版，但也可以鏈接到其靜態(tài)庫版。

方法是：

• C庫：gcc指定 -static 參數(shù)，這樣就可以鏈接到靜態(tài)庫 libc.a（事實上-static會把所有庫都靜態(tài)鏈接）
• C++庫：g++ 指定 -static-libstdc++ 參數(shù)，這樣就可以鏈接到靜態(tài)庫版libstdc++.a

一個C程序使用 -static 靜態(tài)鏈接后，再看看其依賴的庫：

看看文件大小：

圖中看出，二進(jìn)制不再依賴 libc.so 等庫了，這些庫被靜態(tài)鏈接到了可執(zhí)行文件內(nèi)部，體積也比之前大了。

(2) Windows的實現(xiàn)

在Windows平臺，微軟也實現(xiàn)了自己的C/C++運(yùn)行時庫，一般隨Visual Studio發(fā)行。

一個最簡單的C/C++程序，使用vs2022編譯，默認(rèn)指定/MD選項

用 Depends 工具查看其依賴的動態(tài)庫：

圖中的紅框部分，就是C/C++運(yùn)行時庫。

在 Visual Studio 里，也可以設(shè)置動態(tài)或靜態(tài)鏈接運(yùn)行時庫，方法是：

工程設(shè)置里（C/C++ -> 代碼生成 -> 運(yùn)行庫）

• /MT 多線程，即鏈接到靜態(tài)庫版
• /MD 多線程DLL，即鏈接到動態(tài)庫版

另外還有個 /MTd 、/MDd 是用于調(diào)試版本。

當(dāng)設(shè)置 /MT 即靜態(tài)鏈接后，就不再依賴這些庫了，如下圖：

hello.exe 文件體積從 13K 增加到 200K。

Windows平臺C/C++運(yùn)行時庫動態(tài)版的文件名，不同的版本不一樣。

• 早期的Vc6，是 msvcrt.dll 和 msvcp6.dll
• 后來的版本，是 msvcrXX.dll 和 msvcpXX.dll（XX為版本號）
• 從vs2015開始，微軟對其進(jìn)行了重構(gòu)，拆分成了ucrtbase.dll、msvcp140.dll、vcruntime140.dll等

(3) LLVM的實現(xiàn)

LLVM是一個較新的開源項目，可以說是專門為做編譯器相關(guān)而生，是一個更優(yōu)的編譯器，各種配套的工具也比較完善，近年來越來越多的項目開始使用LLVM。

LLVM里用于C系語言（C、C++ 和 Objective-C）的編譯器前端，叫Clang。

除了做編譯器外，LLVM也開發(fā)了自己的C++庫，名字叫 libc++ （不同于GNU的 libstdc++）。LLVM也有自己的C庫，不過目前還不夠完善。

LLVM是一個跨平臺項目，支持多種平臺，包括Linux、Windows、macOS、iOS、Android等。

比如在Linux平臺，其C++運(yùn)行時庫的文件名，動態(tài)庫版叫l(wèi)ibc++.so，靜態(tài)庫版叫l(wèi)ibc++.a。

(4) 移動端的實現(xiàn)

① iOS：

在iOS及macOS平臺，蘋果使用了LLVM的Clang作為Xcode內(nèi)置的C/C++編譯器。

• 其C運(yùn)行時庫文件名是 libSystem.dylib，這個庫也包含了其它系統(tǒng)庫的功能。
• 其C++運(yùn)行時庫是 libc++.dylib 或 libc++.a。

② Android：

Android平臺一般使用Java或Kotlin開發(fā)，但在某些性能要求高的場合，也會使用C/C++開發(fā)，即NDK開發(fā)。

• Android平臺的C運(yùn)行時庫，叫Bionic libc，這是Google為Android專門開發(fā)的，比glibc更輕量，更適合移動設(shè)備。它同時提供了動態(tài)庫版本（libc.so）和靜態(tài)庫版本（libc.a）。
• Android NDK的C++運(yùn)行時庫，以前支持三種：libc++（即LLVM的）、libstdc++（即GNU的）和STLport，后來從NDK r18開始，只支持libc++了。

Android平臺里的 libc++ 庫的名字不太一樣，其動態(tài)庫版叫 libc++_shared.so，靜態(tài)庫版本叫 libc++_static.a。

是鏈接到靜態(tài)庫還是動態(tài)庫，可以在工程里指定，比如：

APP_STL := c++_shared

(5) 其它實現(xiàn)

除了上面常見的實現(xiàn)之外，還有一些早期的C/C++編譯器，也都帶有自己的運(yùn)行時庫，比如Turbo C（很多人在學(xué)校里用的）、Borland C++（有人用過嗎）、C++Builder 等。

在一些嵌入式平臺，會使用一些更輕量的C運(yùn)行時庫，主要有開源的 Newlib、uClibc、musl 等。

5. 總結(jié)一下

總結(jié)一個表格：

四、C/C++運(yùn)行時庫相關(guān)問題

在開發(fā)中，我們常碰到的C/C++運(yùn)行時庫相關(guān)問題，主要有多實例問題和多版本問題，下面分別介紹一下。

1. 運(yùn)行時庫的多實例問題

為簡單起見，這里先只考慮單一開發(fā)環(huán)境下（即只有一個編譯器和運(yùn)行時庫版本），進(jìn)程內(nèi)有多個運(yùn)行時庫實例的問題。

先看一段代碼：

• 動態(tài)庫導(dǎo)出一個接口函數(shù)：

char *GetData() {
  char *data = malloc(100);
  strcpy(data, "Hello World!");  // 僅演示，工作中不要用strcpy
  return data;
}

• 主程序調(diào)用動態(tài)庫的接口函數(shù)：

int main() {
  char *data = GetData();
  free(data);
  return 0;
}

這段代碼，在有些平臺下運(yùn)行（主要是Windows平臺），可能會crash。

為什么會crash，根本原因是和運(yùn)行時庫的內(nèi)存堆有關(guān)，下面具體講講。

(1) 單內(nèi)存堆

在C運(yùn)行時庫內(nèi)部，有一個內(nèi)存堆，也就是一個內(nèi)存池，如下圖：

圖片

大多數(shù)情況下，進(jìn)程內(nèi)只有一個C運(yùn)行時庫實例，也就是只有一個內(nèi)存堆。

上述代碼的依賴關(guān)系：

App.exe
  A.dll
  crt.dll

注：用縮進(jìn)表示依賴關(guān)系，crt.dll 表示C運(yùn)行時庫，相當(dāng)于linux的 libc.so

A.dll 向 crt.dll 申請內(nèi)存，用完后被 App.exe 再歸還給 crt.dll，這樣沒問題。

但是當(dāng)進(jìn)程內(nèi)里有多個內(nèi)存堆時，情況就不一樣了。

(2) 多內(nèi)存堆

當(dāng)進(jìn)程內(nèi)有多個C運(yùn)行時庫實例時，就會有多個內(nèi)存堆實例。

比如在Windows平臺，A.dll 設(shè)置 /MT 選項，即靜態(tài)鏈接C/C++運(yùn)行時庫，主程序默認(rèn)/MD選項，即動態(tài)鏈接C/C++運(yùn)行時庫。

這時的依賴關(guān)系：

App.exe
  A.dll (靜態(tài)鏈接crt)
  crt.dll

這種場景下，A.dll 會從自己的內(nèi)存堆中分配內(nèi)存，用完后被 App.exe 歸還給了 crt.dll 的內(nèi)存堆，這樣就引起了內(nèi)存堆的結(jié)構(gòu)異常，出現(xiàn)crash。

(3) 隱藏更深的情況

下面再看一種隱藏更深的情況，工作中更為常見。

動態(tài)庫 A 導(dǎo)出一個接口：

void GetData(std::string &data) {
  data = "Hello World!";  // 這句賦值內(nèi)部，string會分配內(nèi)存
}

在主程序或另一個動態(tài)庫中，調(diào)用動態(tài)庫 A 的接口：

void Test() {
  std::string data;
  GetData(data);
  // data析構(gòu)，釋放string內(nèi)部之前分配的內(nèi)存，導(dǎo)致crash
}

上述代碼在靜態(tài)鏈接C/C++運(yùn)行時庫時，會出現(xiàn)crash。

這里crash的本質(zhì)，其實和前面一樣的，即一個模塊的分配的內(nèi)存，交給了另一個模塊釋放。

除此之外，這個代碼，還有另一個風(fēng)險，即如果兩個模塊使用了不同的編譯器或C++庫（比如一個使用GCC編譯，一個使用LLVM編譯），就可能會出現(xiàn)string的內(nèi)存結(jié)構(gòu)不一致而異常。

(4) 其它情況

在進(jìn)程內(nèi)有多C/C++運(yùn)行時庫實例時，還有一些其它有問題的情況，比如跨模塊傳遞文件指針、跨模塊傳遞環(huán)境變量等。

比如：

// 動態(tài)庫導(dǎo)出該接口
void WriteData(FILE *file) {
  fwrite(...);
  fclose(file);
}

// 主程序里
int main() {
  FILE *file = fopen(...);
  WriteData(file);
  return 0;
}

(5) 總結(jié)一下

運(yùn)行時庫的多實例，是由靜態(tài)鏈接C/C++運(yùn)行時庫引起。在這種多實例場景下，一些不太好的代碼寫法，就會表現(xiàn)出問題。

如何避免這些問題，建議：

① 作為動態(tài)庫的設(shè)計者：

• 盡量做到內(nèi)存「誰分配誰釋放」的原則
• 盡量避免庫間接口傳遞C/C++對象

這樣將會有更好的兼容性，即使在進(jìn)程內(nèi)有多個C/C++運(yùn)行時庫時，也不會有問題。

② 作為App的總體設(shè)計者：

盡量保證進(jìn)程內(nèi)只有一份C/C++運(yùn)行時庫實例

這樣也是會有更好的兼容性，能避免很多潛在問題。

如果用生活中的例子來類比，多運(yùn)行時庫，就相當(dāng)于一個公司對接了多個銀行，某個部門從 A 銀行借來的錢，被另一個部門還給了 B 銀行，這樣就引起了問題。

解決方法就是誰借的錢，誰來還，另外就是一個公司盡量只對接一個銀行。

關(guān)于運(yùn)行時庫的多實例，幸運(yùn)的是，大部分平臺的編譯器，已經(jīng)幫我們規(guī)避了可能會導(dǎo)致運(yùn)行時庫多實例的問題。

我簡單測了一下：

• Linux平臺：對于主程序和動態(tài)庫，都默認(rèn)動態(tài)鏈接C/C++運(yùn)行時庫，主程序允許靜態(tài)鏈接C/C++運(yùn)行時庫（方法是 -static 選項），動態(tài)庫不支持靜態(tài)鏈接C/C++運(yùn)行時庫。
• Windows平臺：對于主程序和動態(tài)庫，都支持動態(tài)或靜態(tài)鏈接C/C++運(yùn)行時庫。
• iOS和macOS平臺：不支持靜態(tài)鏈接C/C++運(yùn)行時庫。
• Android平臺：動態(tài)庫支持動態(tài)或靜態(tài)鏈接C++運(yùn)行時庫，默認(rèn)靜態(tài)鏈接，這可能導(dǎo)致風(fēng)險，官方文檔提供了說明。

所以總結(jié)來看，這個問題主要是在Windows和Android平臺可能會出現(xiàn)，其它平臺編譯器不提供這種設(shè)置（特殊方法除外，比如自己開發(fā)一個運(yùn)行時庫并靜態(tài)鏈接）。

如果你是做Windows和Android平臺開發(fā)，或者做跨平臺開發(fā)，涉及到這兩個平臺，就必須考慮運(yùn)行時庫多實例問題，否則就可以不用太操心這個問題，編譯器已經(jīng)防止了你犯錯。

2. 運(yùn)行時庫的多版本問題

最后這一部分，簡單說說運(yùn)行時庫的多版本問題。

和我們自己開發(fā)的軟件或庫，會不斷升級，會有多個版本一樣，C/C++運(yùn)行時庫，也是在不斷升級，有很多個版本。

運(yùn)行時庫的多版本，會引起兩個問題：

• 編譯時用的庫，和運(yùn)行時用的庫，版本不一致
• 編譯同一個App的多個部分，用的庫版本不一致

后者在開發(fā)一些大型項目，不同模塊分屬不同團(tuán)隊開發(fā)時，更容易出現(xiàn)。

這種不一致，可能會引起不匹配，從而產(chǎn)生各種問題。

(1) 問題現(xiàn)象

有些是在鏈接時不通過，提示符號沖突或找不到。比如：

undefined reference to `std::string::operator=(std::string const&)'
undefined reference to `std::ostream::operator<<(std::ostream& (*)(std::ostream&))'

（也有可能是設(shè)置不統(tǒng)一引起）

有些是在啟動時，動態(tài)庫加載器檢測出異常，提示缺少符號，比如：

./test: /lib64/libstdc++.so.6: version `CXXABI_1.3.9' not found (required by ./test)
./test: /lib64/libstdc++.so.6: version `GLIBCXX_3.4.21' not found (required by ./test)
./test: /lib64/libstdc++.so.6: version `GLIBCXX_3.4.22' not found (required by ./test)

有些是啟動時沒檢測出異常，而在運(yùn)行時會有莫名其妙的問題。

(2) 解決方法

解決的方法，無它，只能是盡量保證一致，包括：

• 編譯各模塊時，用的開發(fā)環(huán)境（包括編譯器版本+運(yùn)行時庫版本+參數(shù)設(shè)置）一致。
• 運(yùn)行時和編譯時的庫環(huán)境一致。

具體怎么保持一致，有如下一些方法：

① 靜態(tài)鏈接

即不再依賴環(huán)境中的C/C++運(yùn)行時庫，用體積換取少依賴。這個在Windows平臺較常用，Android平臺在只有一個動態(tài)庫時，官方也推薦靜態(tài)鏈接。

② 開發(fā)環(huán)境多版本共存時

選擇其中一個編譯器和C/C++運(yùn)行時庫版本。比如在Windows平臺選擇工具集（v142/v143等），Linux平臺通過環(huán)境變量選擇GCC版本、Android平臺環(huán)境變量選擇NDK版本（r23/r25等）。

③ 運(yùn)行環(huán)境多版本共存時

通過指定搜索路徑選擇其中一個版本。比如Linux平臺在二進(jìn)制中指定（rpath）、環(huán)境變量指定（LD_LIBRARY_PATH）。

④ Docker

Linux平臺常用，即運(yùn)行時提供一個隔離的干凈的環(huán)境。

五、總結(jié)

本文介紹了什么是C/C++運(yùn)行時庫，運(yùn)行時庫的主要的功能，各平臺的存在形式，以及開發(fā)要注意的問題，包括多實例問題和多版本問題等。遵守一些開發(fā)原則，以及保證運(yùn)行時庫單實例、開發(fā)和運(yùn)行環(huán)境的一致，可以避免很多潛在問題。