我可以在共享库中声明全局变量吗？

我可以在库中声明一个全局变量，然后将其编译为共享对象吗？通过将其声明为 extern 从其他库或主应用程序代码中引用它是否安全？

理论上它是有效的：

[niko@dev1 snippets]$ cat libcode.c 
int variable;   // <-- this is a global variable declared in a Library

void set_var(int value) {
    variable=value;
}
int get_var(void) {
    return variable;
}
[niko@dev1 snippets]$ gcc -g -fPIC -c libcode.c 
[niko@dev1 snippets]$ gcc -o libcode.so -shared libcode.o
[niko@dev1 snippets]$ cat appcode.c 
#include <stdio.h>
// simplified .h declarations:
extern int variable;
void set_var(int value);
int get_var(void);

void main(void) {

    set_var(44);
    printf("var=%d\n",variable);
    variable=33;
    int var_copy=get_var();
    printf("var_copy=%d\n",var_copy);
}
[niko@dev1 snippets]$ gcc -g -o app -L./ -lcode appcode.c 
[niko@dev1 snippets]$ export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:./
[niko@dev1 snippets]$ ./app
var=44
var_copy=33
[niko@dev1 snippets]$ 

让我们用调试器来查看它：

[niko@dev1 snippets]$ gdb ./app
.....
(gdb) break main
Breakpoint 1 at 0x40077e: file appcode.c, line 9.
(gdb) run
Starting program: /home/deptrack/depserv/snippets/app 
Missing separate debuginfos, use: dnf debuginfo-install glibc-2.22-16.fc23.x86_64

Breakpoint 1, main () at appcode.c:9
9       set_var(44);
(gdb) print &variable
$1 = (int *) 0x601044 <variable>
(gdb) s
set_var (value=44) at libcode.c:4
4       variable=value;
(gdb) s
5   }
(gdb) s
main () at appcode.c:10
10      printf("var=%d\n",variable);
(gdb) s
var=44
11      variable=33;
(gdb) s
12      int var_copy=get_var();
(gdb) s
get_var () at libcode.c:7
7       return variable;
(gdb) s
8   }
(gdb) s
main () at appcode.c:13
13      printf("var_copy=%d\n",var_copy);
(gdb) s
var_copy=33
14  }
(gdb) s
0x00007ffff7839580 in __libc_start_main () from /lib64/libc.so.6
(gdb) s
Single stepping until exit from function __libc_start_main,
which has no line number information.
[Inferior 1 (process 28380) exited with code 014]
(gdb) 

我说“理论上”它是有效的，因为在大型项目中使用这种方法时，我遇到了一个错误，引用此类变量给了我意想不到的结果。该变量的地址异常高（0x7ffff767c640），唯一的解决方法是在主应用程序代码中声明所有全局变量，并使用“extern”在库代码中引用它们。然而，这样一来，库就不能拥有自己的变量。详情请参阅此问题：在函数调用期间获取错误的变量地址 https://stackoverflow.com/questions/39360722/getting-incorrect-address-of-a-variable-during-a-function-call

共享库不是 C 概念。不同操作系统和计算平台（如果存在）的共享库实现在形式和行为上表现出差异。

尽管如此，是的，我所知道的所有共享库实现都支持变量，从 C 的角度来看，静态存储持续时间和外部链接，我认为这就是您所说的“全局”的意思。由于您似乎使用的是 Linux，因此您的共享库将具有 ELF 风格。在这种情况下，动态链接共享库的每个进程都将获得自己的此类变量的副本。

您描述的大变量地址没有特别的后果。 ELF共享库不必加载到任何特定地址，事实上Linux实现了ASLR，它主动使库加载地址发生变化。您的共享库或多或少可以加载到系统 64 位虚拟地址空间中的任何位置，因此您实际上无法理解变量地址的数值很大这一事实。

至于您描述的错误，我倾向于认为它是由错误代码引起的，而不是（直接）由共享库的参与引起的。根据您的描述，我怀疑您最终得到了多个同名变量，所有变量都具有外部链接。这是静态链接的错误，但在这种情况下，编译器可以（默认情况下 GCC 会）合并重复的变量而不是拒绝代码。

另一方面，使用 ELF，可以在链接到同一进程的多个共享对象中定义相同的符号，并且可以从整个进程中的不同点引用不同的定义。由于共享库是与主程序分开编译的，因此编译器没有机会合并符号，即使可以，也并不明显应该这样做。但是给定符号的多个声明是可能性 not a 必要性。如果发生这种情况，可能是因为您的标头错误地声明了变量。

程序中任何给定变量可能有多个声明，但必须只有一个定义。声明通常来自头文件，它们应该如下所示：

extern int foo;

The extern is 强制的如果要在多个源文件中使用标头，并且缺少初始化程序，则声明不能被解释为定义。然后应该在一个源文件中定义该变量，如下所示：

int foo = 0;

初始值设定项的存在表明该声明也是一个定义。如果省略初始化器，它可能仍然是一个定义，只要extern不包括限定符，但如果您不想了解所有细节，那么只提供一个初始化程序是安全的。

如果有定义，就会出现您所描述的问题foo在多个共享对象中。例如，如果头文件包含以下任一形式的声明，就会发生这种情况：

bad.h

int foo;             /* WRONG - without extern, this is a tentative definition */
extern int bar = 0;  /* WRONG - because of the initializer, this is a definition */