关于Android NDK libc++ libc++_shared、libstdc++的困惑

Question

尝试使用 Android NDK 23 (23.1.7779620) 构建一个简单的 C++ 库时，我感到非常困惑。我正在使用 CMake，这是一个非常简单的程序：

# CMakeLists.txt
cmake_minimum_required(VERSION 3.14)
project(mf) 
add_library(mf lib.cpp)

// lib.hpp
#pragma once
#include <string>
std::string foo(std::string);

// lib.cpp
#include "lib.hpp"
std::string foo(std::string str) {
  return std::string{"test"} + str;
}

这是要构建的命令行：

cmake -G Ninja -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DBUILD_SHARED_LIBS=ON -DANDROID_STL=c++_shared -DANDROID_ABI=arm64-v8a -DANDROID_PLATFORM=android-29  -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=${ANDROID_NDK}/build/cmake/android.toolchain.cmake .. 
cmake --build . -v

• 第一个问题是我希望链接到libc++.so 而不是libc++_shared.so。它们之间有什么区别？我读了this article。但是仍然没有解释libc++和libc++_shared之间的区别
• 第二个问题更严重，看来我用的是libstdc++！
• 第三点，我认为clang 的c++ 实现在命名空间std::__1 下，但我找不到类似的东西。

我知道 libc++_shared 是因为这个命令而被使用的：

$ readelf -d libmf.so

Dynamic section at offset 0x76e0 contains 26 entries:
  Tag        Type                         Name/Value
 0x0000000000000001 (NEEDED)             Shared library: [libm.so]
 0x0000000000000001 (NEEDED)             Shared library: [libc++_shared.so]
 0x0000000000000001 (NEEDED)             Shared library: [libdl.so]
 0x0000000000000001 (NEEDED)             Shared library: [libc.so]
 0x000000000000000e (SONAME)             Library soname: [libmf.so]

运行 nm 似乎我正在使用来自 libstdc++ 的符号：

$ nm -gDC libmf.so | grep '__ndk1'
0000000000003af0 T foo(std::__ndk1::basic_string<char, std::__ndk1::char_traits<char>, std::__ndk1::allocator<char> >)
                 U std::__ndk1::basic_string<char, std::__ndk1::char_traits<char>, std::__ndk1::allocator<char> >::append(char const*, unsigned long)
$ nm -gDC libmf.so | grep '__1'
$

更新

在这篇文章中解释了libc++.so和libc++_shared.so之间的区别

Answer 1

通过将 -DANDROID_STL=c++_shared 传递给 CMake 调用，您明确要求共享运行时而不是默认运行时。

正如the documentation 中所述，规则很简单：

1. 如果全部您的本机代码位于单个库中，请使用静态 libc++（默认），这样可以删除未使用的代码，并且您拥有尽可能小的应用程序包。
2. 一旦您包含了一个额外的库 - 无论是因为您包含了来自其他地方的预编译库，还是包含了恰好包含本机代码的 Android AAR 文件 - 您必须切换到共享运行时.

规则的基本原理很简单：C++ 运行时具有某些全局数据结构，必须初始化一次，并且必须在内存中只存在一次。如果您不小心加载了两个静态链接 C++ 运行时的库，那么您（例如）有两个冲突的内存分配器。 当您 free 或 delete 由其他库分配内存时，或者如果您跨库边界传递像 std::string 这样的 C++ STL 对象时，这将导致崩溃。

为了完整起见，在较旧的 NDK 中，libstdc++（GNU C++ 运行时）也包含在 NDK 中，但从 NDK r18 开始不再是这种情况。