为什么我的新操作员不叫

Question

我想看看一个动态加载的库（用 dlopen 等加载）真的使用它自己的新删除操作符，而不是调用程序中定义的这些操作符。于是我写了如下library.cpp

#include <exception>
#include <new>
#include <cstdlib>
#include <cstdio>
#include "base.hpp"
void* operator new(size_t size) {
    std::printf("New of library called\n");
    void *p=std::malloc(size); 
    if (p == 0) // did malloc succeed?
        throw std::bad_alloc(); // ANSI/ISO compliant behavior
    return p;
}
void operator delete(void* p) {
    std::printf("Delete of library called\n");
    std::free(p);
}
class Derived : public Base {
public:
    Derived() : Base(10) { }
};
extern "C" {
    Base* create() {
        return new Derived;
    }
    void destroy(Base* p) {
        delete p;
    }
}

并用它编译

g++ -g -Wall -fPIC -shared library.cpp -o library.so

或者按照俄罗斯人的建议尝试（但最终没有任何改变）

g++ -g -Wall -fPIC -shared -Wl,-Bsymbolic library.cpp -o library.so

类 Base 只保存一个 int 值和一个函数 get_value() 来获取这个值。之后我就这样写了client.cpp

#include <exception>
#include <new>
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <cstdio>
#include <dlfcn.h>
#include "base.hpp"
void* operator new(size_t size) {
    std::printf("New of client called\n");
    void *p=std::malloc(size); 
    if (p == 0) // did malloc succeed?
        throw std::bad_alloc(); // ANSI/ISO compliant behavior
    return p;
}
void operator delete(void* p) {
    std::printf("Delete of client called\n");
    std::free(p);
}
typedef Base* create_module_t();
typedef void destroy_module_t(Base *);

int main() {
    void* handle = dlopen("./library.so", 
        RTLD_LAZY);
    if (handle == NULL) {
        std::cout << dlerror() << std::endl;
        return 1;
    }
    create_module_t* create_module = NULL;
    void* func = dlsym(handle, "create");
    if (func == NULL) {
        std::cout << dlerror() << std::endl;
        return 1;
    } else create_module = (create_module_t *)func;
    destroy_module_t* destroy_module = NULL;
    func = dlsym(handle, "destroy");
    if (func == NULL) {
        std::cout << dlerror() << std::endl;
        return 1;
    } else destroy_module = (destroy_module_t *)func;
    Base* a = create_module();
    std::cout << "Value: " << a->get_value() << std::endl;
    destroy_module(a);
    return 0;
}

并用它编译

g++ -Wall -g -o client -ldl client.cpp

执行客户端我只得到一个“新的客户端调用”和一个“删除客户端调用”。即使我像 Employed Russian 建议的那样为库使用编译器开关 -Bsymbolic。

现在：出了什么问题？我认为共享库正在使用他们自己的 new/delete，因此您必须在工厂旁边提供在库代码中创建析构函数销毁。

补充问题：为什么需要destroy(Base* p)函数？如果这个函数只调用客户端的delete-operator，我也可以自己做，即“delete a”而不是最后一行的destroy_module(a)。

我找到的答案：该库还可以提供一个新/删除操作符对。因此，如果我首先使用库的新功能，然后使用客户端的删除功能，我可能会陷入陷阱。可悲的是，直到现在我从未见过我的图书馆使用它自己的新的或删除的......所以最初的问题仍然没有得到回答。

补充：我只指Linux平台。

编辑：重要部分在就业俄罗斯人答案的 cmets 中。所以我简单地给出主要线索：如果有人以这种方式调用 gcc

g++ -Wall -g -fPIC -shared library.cpp -o library.so -Wl,-Bsymbolic

库将使用它自己的新/删除操作符。否则结果

g++ -Wall -g -fPIC -shared library.cpp -o library.so

在使用调用程序的 new/delete 运算符的库中。感谢受雇的俄罗斯人！

Answer 1

问题在于，在大多数UNIX 平台上（与Win32 和AIX 不同）默认情况下，所有符号引用都绑定到运行时加载程序可见的符号的first 定义。

如果您在主 a.out 中定义 'operator new'，所有内容都将绑定到该定义（如 Neil Butterworth 的示例所示），因为 a.out 是运行时加载程序搜索的第一个图像。

如果您在libC.so（或libstdc++.so，如果您使用GCC）之后加载的库中定义它，那么您的定义将永远不会被使用。由于您在程序启动后dlopen() 正在调用您的库，因此此时已经加载了libC，并且您的库是运行时加载器将搜索的最后一个库；所以你输了。

在ELF 平台上，您可以使用-Bsymbolic 更改默认行为。来自 Linux 上的man ld：

 -Bsymbolic
   When creating a shared library, bind references to global symbols
   to the definition within the shared library, if any. Normally, it
   is possible for a program linked against a shared library to override
   the  definition within the shared library. This option is only meaningful
   on ELF platforms which support shared libraries.

请注意，-Bsymbolic 是链接器标志，而不是编译器标志。如果使用g++，则必须将标志传递给链接器，如下所示：

  g++ -fPIC -shared library.cpp -o library.so -Wl,-Bsymbolic

Answer 2

以下代码按预期工作。您是否希望您的动态库代码使用您提供的新/删除？我想你会失望的。

#include <memory>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
using namespace std;;

void* operator new(size_t size) {
        std::printf("New...\n");
        void *p=std::malloc(size); 
        if (p == 0) // did malloc succeed?
                throw std::bad_alloc(); // ANSI/ISO compliant behavior
        return p;
}

void operator delete(void* p) {
        std::printf("Delete...\n");
        std::free(p);
}

int main() {
    int * p = new int(42);
    delete p;
}

Answer 3

查看 RTLD_DEEPBIND

Answer 4

我认为问题在于 C++ 中的运算符重载是编译时而非链接时的功能。 DLL 是在不知道重载 new() 的情况下编译的，因此无法正常工作。

另一种可能性是，在您的平台上，它可以与链接一起使用（就像在您的示例中一样），但 DLL 不会从您的可执行文件中解析符号。