强弱符号与强弱引用

强弱符号与强弱引

概念

就C/C++而言：

• 强符号（Strong Symbol）：已初始化的全局变量。
• 弱符号（Weak symbol）： 未初始化的全局变量。
• 强引用（Strong Reference）： 如果未找某个符号定义，链接器会报符号未定义错误，这种引用称为强引用。
• 弱引用（Weak Reference）：相对于强引用而言，如果弱引用在链接时可以找到定义，则链接器会将该引用决议（即符号对应到相应的虚地址上）；未找到某个符号的定义，链接器也不会报错。

如何定义

在GCC中:

• 强符号：定义全局变量并将其初始化。如：

    int strongSymbol = 1；
    int main() {
        return 0;
     }
  

• 弱符号：有两种方式：

    int weakSymbol; //方式一： 定义未初始化全局变量
    __attribute__(weak) weakSymbol2 = 2; //利用GCC扩展属性weak。
    int main() {
        return 0;
    }
  

• 强引用： 我普通情况下对符号的引用都是强引用。如：

   void foo（）;     //在别的模块定义
      int main() {
       foo(); //强引用，在链接阶段，链接器必须看到它的定义，否则会报错。
       return 0;
   } 
  

• 弱引用：弱引用通过扩展关键字__attribute__((weakref))，如：

   __attribute__ ((weakref)) void foo（）; //在别的模块定义
      int main() {
      /* 弱引用，在链接阶段，链接器即使找不到它的定义，也会不会报错。
      * 会延迟到程序运行时再决议，如果运行时还是找不到定义，因foo的地址为0，就会发生错误，
      *  可以通过条件判断 if（foo）foo; 防止运行时错误的发生。*/
       foo(); 
       return 0;
   }
  

规则

• 强符号不可定义多次。否则链接器会抱怨重复定义。但是可以只定义一个强符号，同时存在多个弱符号，链接时链接器会自动选择强符号。
• 如果没有定义强符号，但是定义了多个弱符号，那么会选择占用空间最大的。

应用场景

• 强符号和强引用就是我们平常编码最常使用的方式，就不必多说了。
• 弱符号的应用场景主要在库上，如库可以定义一个备选弱符号，如果用户程序有自定义强符号，就可以覆盖库中定义弱符号，没有的话就可以使用库中弱符号。
• 弱引用也主要是应用在库中，以在某种程度上实现程序的动态伸缩。如程序将某些扩展功能定义成弱引用，当库与程序链接在一起后，如果弱符号有被定义，则就可以被程序调用；如果去掉某些包含弱引用功能的模块程序也可以正常运行。

参考

• 程序员的自我修改 --- 链接、装载与库，第三章第五节。