为什么头中的singleton不适用于Windows/MinGW

Question

以下是我的PoC:代码

a.h：它实现了一个单例方法来创建一个实例

#pragma once
class A
{
public:
int a;
static A& Instance() {
static A a;
return a;
}
};

b.h：声明一个函数将尝试在里面创建一个a实例，并输出它的地址。

#pragma once
void test_b();

b.cc:test_b的实现

#include "b.h"
#include <iostream>
#include "a.h"

void test_b() {
auto &a = A::Instance();
std::cout << "a address in test_b: " << (void *)(&a) << std::endl;
}

和c.cc:test_c，它们做与test_b相同的事情，并调用main中的test_b和test_c来检查单例是否工作。

#include <iostream>
#include "a.h"
#include "b.h"
void test_c() {
auto &a = A::Instance();
std::cout << "a address in test_c: " << (void *)(&a) << std::endl;
}

int main() {
test_b();
test_c();
return 0;
}

我使用b.cc在windows(libb.dll(中构建了一个共享库libb.so，并使用c.cc创建了与共享库链接的test_app。

我已经在Linux和Windows(MinGW(中测试了上述代码，但我得到了不同的结果。

在linux下，输出如下：

a address in test_b: 0x601174
a address in test_c: 0x601174

在MinGW下，输出如下：

a address in test_b: 0x7ff87df93070
a address in test_c: 0x7ff731ef30b0

我用于生成的生成文件。

Makefile:

test_app: c.cc libb.so
g++ -o $@ $^ -lb
libb.so: a.h b.cc
g++ -o $@ -fPIC -shared b.cc

Makefile.ming

test_app.exe: c.cc libb.dll
g++ -o $@ $^ -lb -L.
libb.dll: a.h b.cc
g++ -o $@ -fPIC -shared b.cc

我知道在头文件中实现Singleton不是一个好的做法，但如果有人能帮助解释为什么？

Answer 1

就语言而言，A::Instance返回的左值必须始终引用程序执行中的同一对象。如果一个语言实现偏离了这一点，那么它就不符合标准。

为什么？

您使用的共享库是该语言的扩展。正如您所看到的，使用这种语言扩展会导致语言实现偏离标准提供的保证。

您可以通过将实例getter定义为单个翻译单元中的非内联函数，而不是内联函数来解决这个问题。另一种方法是根据语言实现的文档(MSVC中的dllexport、dllimport(，使用特定于语言实现的函数属性来控制共享库行为。

---

旁注：Singleton模式要求封装类，以便除了静态实例之外，不能创建任何实例。这个例子只是一个静态的本地对象，从技术上讲不是一个单例，因为构造函数没有封装。