C++：在分离的共享库中实现类方法

Question

我发现我可以在共享库中实现类的某些部分，只要符号在使用时被加载。

myclass.h
---

class C {
void method();
}

main.cpp
---

#include "myclass.h"
int main() {
    //dynamically load mylib.so using dlopen/dlsym/dlclose
        ...
    C *c = new C();
    c->method();
    delete c;
}

mylib.so compiled separately:
====
mylib.cpp
---

#include "mylib.h"
void C::method() {
...
}

这很好用。

但是，一旦我用完 C::method()，我想卸载它，这样我就可以更改、重新编译和重新加载它，而无需重新启动主程序

int main() {
    //dynamically load mylib.so using dlopen/dlsym/dlclose
        ...
    C *c = new C();
    c->method();
    delete c;
    // close the lib, remove the handle...
         ....
    char pause;
    cin << pause; // before carrying on change the C::method, recompile it

    //dynamically load *Again* mylib.so using dlopen/dlsym/dlclose
        ...
    C *c = new C();
    c->method();
    delete c; 
}

问题是在第一次dlclose时它没有卸载库，可能是因为我的类C的一个实例存在。 有什么办法可以强制这样做？

（在 Linux Ubuntu 10.04 上使用 g++ 4.2.3）

Answer 1

简答

它不会按照你的方式工作。您的方法可能还存在其他尚未解决的问题。

为什么它不起作用

您的程序/库中的未定义符号在不同时间被解析。在大多数系统上，数据引用（全局变量、类 vtable 等）总是在加载程序/库时解析。除非设置了一些特殊选项（dlopen 或 LD_BIND_NOW 环境变量的 RTLD_NOW 参数），否则代码引用在首次在某些系统上使用时会被解析（“惰性查找”；它至少发生在 Linux 和 Mac OS X 上）。解决这些问题后，将不会进行新的查找。

如果你dlopen你的库在惰性查找方法完成之前带有 RTLD_GLOBAL 标志，则将使用你库中的方法。现在解决了对该方法的代码引用；它不会再改变了。您的主程序现在正式使用您的 dlopened 库中的符号，因此 dlclose 将不再关闭该库 - dlclose 只会删除您对它的显式句柄。

简而言之，您应该只期望卸载仅通过显式调用 dlsym 使用的库。

该怎么做

您可以做的是让您的库提供派生类实现。您可以将您的类 C 定义为抽象基类：

class C
{
public:
    virtual void method();
};

在您单独编译的库中，您将定义一个派生类和一个创建该派生类对象的函数：

class D : public C
{
public:
    virtual void method();
};

void D::method()
{
    // ...
}

extern "C" C* createC()
{
    return new D();
}

现在，在您的主程序中，您将使用 dlopen 加载库，使用 dlsym 获取指向 createD 的函数指针并调用它以获取对象。当所有对象都消失后，您可以调用dlclose，重新编译您的库，然后再次执行整个操作：

typedef C* (*creatorFunction)();

int main()
{
    for(;;)
    {
        void *handle = dlopen("mylib.so", 0);
        creatorFunction create = (creatorFunction) dlsym(handle, "createC");

        C *c = (*create)();
        c->method();
        delete c;

        dlclose(handle);

        char pause;
        cin << pause;
    }
    return 0;
}

Answer 2

感谢大家的帮助，只是一个通知：

不要忘记在 C 类中将方法初始化为零（该类不在共享库中），并将虚拟销毁器设置为默认值

如果你想知道 dlopen 的标志是 0 --> 它是 RTLD_LOCAL