求基于C++20模块、GCC13及CMake的Linux共享库分发示例代码

一、库项目结构 #

mylib/
├── include/
│   └── mylib.cppm  # 模块接口文件
├── src/
│   └── mylib_impl.cpp  # 模块实现文件
├── CMakeLists.txt
└── Config.cmake.in

二、库端CMake配置 #

CMakeLists.txt #

cmake_minimum_required(VERSION 3.28)
project(mylib LANGUAGES CXX)

# 启用C++20标准及模块支持
set(CMAKE_CXX_STANDARD 20)
set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)
set(CMAKE_CXX_EXTENSIONS OFF)

# GCC13模块编译必需选项
add_compile_options(-fmodules-ts)

# 创建共享库
add_library(mylib SHARED)

# 添加模块接口文件（标记为CXX_MODULES类型）
target_sources(mylib
  PUBLIC
    FILE_SET CXX_MODULES FILES
    include/mylib.cppm
)

# 添加模块实现代码
target_sources(mylib
  PRIVATE
    src/mylib_impl.cpp
)

# 设置包含目录，确保用户侧能访问模块接口文件
target_include_directories(mylib
  PUBLIC
    $<INSTALL_INTERFACE:include>
    $<BUILD_INTERFACE:${PROJECT_SOURCE_DIR}/include>
)

# 安装规则：分发.so库和模块接口文件
install(TARGETS mylib
  LIBRARY DESTINATION lib
  FILE_SET CXX_MODULES DESTINATION include
)

# 导出库配置，方便用户侧通过find_package调用
install(EXPORT mylibTargets
  FILE mylibTargets.cmake
  DESTINATION lib/cmake/mylib
)

include(CMakePackageConfigHelpers)
configure_package_config_file(
  "${PROJECT_SOURCE_DIR}/Config.cmake.in"
  "${PROJECT_BINARY_DIR}/mylibConfig.cmake"
  INSTALL_DESTINATION lib/cmake/mylib
)

install(FILES "${PROJECT_BINARY_DIR}/mylibConfig.cmake"
  DESTINATION lib/cmake/mylib
)

Config.cmake.in #

@PACKAGE_INIT@

include("${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/mylibTargets.cmake")
check_required_components(mylib)

三、库的模块代码 #

模块接口文件（include/mylib.cppm） #

export module mylib;

export namespace mylib {
    int add(int a, int b);

    class Calculator {
    public:
        int multiply(int x, int y);
    };
}

模块实现文件（src/mylib_impl.cpp） #

import mylib;

namespace mylib {
    int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    int Calculator::multiply(int x, int y) {
        return x * y;
    }
}

四、用户侧使用示例 #

用户项目结构 #

myapp/
├── src/
│   └── main.cpp
└── CMakeLists.txt

用户侧CMake配置 #

cmake_minimum_required(VERSION 3.28)
project(myapp LANGUAGES CXX)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 20)
set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)
set(CMAKE_CXX_EXTENSIONS OFF)

# 启用GCC模块支持
add_compile_options(-fmodules-ts)

# 查找已安装的mylib库
find_package(mylib REQUIRED)

# 创建可执行文件并链接库
add_executable(myapp src/main.cpp)
target_link_libraries(myapp PRIVATE mylib)

用户源码（src/main.cpp） #

import mylib;
#include <iostream>

int main() {
    std::cout << "3 + 5 = " << mylib::add(3, 5) << std::endl;

    mylib::Calculator calc;
    std::cout << "4 * 6 = " << calc.multiply(4, 6) << std::endl;

    return 0;
}

五、关键注意事项 #

• 编译器版本一致性：用户必须使用GCC13或兼容版本，C++模块的二进制格式与编译器厂商、版本强绑定，跨版本无法兼容。
• 模块接口文件分发：必须将.cppm接口文件与.so库一同发布，用户侧需要编译这些接口文件生成本地模块元数据。
• CMake版本要求：必须使用CMake 3.28及以上版本，该版本对C++20模块的FILE_SET机制支持更完善。
• 编译选项：无论库端还是用户侧，都需要添加-fmodules-ts选项启用GCC的模块支持。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者S. Gleissner