添加-fvisibility=hidden后，普通成员函数编译失败虚函数正常？

当编译动态库librectangle.so时使用-fvisibility=hidden全局隐藏所有符号，仅将get_rectangle()函数通过__attribute__((visibility("default")))导出，编写main.cpp链接该动态库时，调用普通成员函数会出现链接错误，但将成员函数改为虚函数后可正常编译运行，原因如下：

1. 普通成员函数链接失败的核心原因 #

普通成员函数采用静态绑定机制：

• 编译main.cpp时，编译器会直接生成对Rectangle::set_values(int, int)和Rectangle::area()的符号引用——因为代码中是通过对象指针直接调用成员函数，编译器在编译期就确定了要调用的函数符号。
• 由于-fvisibility=hidden的全局设置，未显式标记为visibility("default")的普通成员函数符号会被默认隐藏，动态库librectangle.so中不会导出这些符号。
• 链接阶段，链接器在动态库中找不到对应的导出符号，因此抛出undefined reference错误。
• 用nm -C librectangle.so查看符号时，普通成员函数的符号类型为t（本地符号，仅在库内部可见），而非导出的T类型。

普通成员函数版本代码示例 #

rectangle.h

#pragma once

#include <memory>

class Rectangle {
    int width, height;
  public:
    void set_values (int,int);
    int area();

};

std::shared_ptr<Rectangle> __attribute__((visibility("default"))) get_rectangle();

rectangle.cpp

#include "rectangle.h"

int Rectangle::area() {return width*height;}

void Rectangle::set_values (int x, int y) {
  width = x;
  height = y;
}

std::shared_ptr<Rectangle> __attribute__((visibility("default"))) get_rectangle() {
    return std::make_shared<Rectangle>();
}

main.cpp

#include "../rectangle/rectangle.h"

int main() {
    auto rectangle = get_rectangle();
    rectangle->set_values(2, 3);
    rectangle->area();
    return 0;
}

链接错误信息 #

undefined reference to `Rectangle::set_values(int, int)'
undefined reference to `Rectangle::area()'

2. 虚函数能正常工作的核心原因 #

虚函数采用动态绑定机制：

• 当类包含虚函数时，编译器会为该类生成虚表（vtable），每个类实例会携带一个指向虚表的指针。调用虚函数时，程序会通过对象的虚表指针找到虚表，再从虚表中获取函数地址进行调用，这个过程是在运行时完成的。
• 由于get_rectangle()是导出的函数，且在动态库内部创建了Rectangle的实例，虚表的符号会被隐式包含在导出的依赖中（虚表与实例绑定，实例通过导出函数返回，因此虚表会被标记为可被外部访问）。
• 编译main.cpp时，编译器不会直接生成对Rectangle::set_values或Rectangle::area()的符号引用，而是生成通过虚表间接调用的代码，因此链接阶段不需要依赖这些成员函数的导出符号，自然不会出现链接错误。
• 用nm -C librectangle.so查看符号时，会看到vtable for Rectangle是导出的T类型符号，而虚函数的实现符号虽为本地t类型，但不影响外部调用。

虚函数版本代码示例（修改后的rectangle.h） #

#pragma once

#include <memory>

class Rectangle {
    int width, height;
  public:
    virtual void set_values (int,int);
    virtual int area();

};

std::shared_ptr<Rectangle> __attribute__((visibility("default"))) get_rectangle();

内容的提问来源于stack exchange，提问作者quanquanquan97