共享库与全局对象构造析构执行顺序规范及跨平台差异咨询

1. C++标准未对跨共享库的全局对象、共享库构造/析构函数的执行顺序做强制规定，该逻辑完全由各平台的动态链接器实现决定。
2. Linux平台的动态链接器ld.so实现遵循「构造逆序析构」规则：所有依赖的共享库构造函数先于主程序全局对象构造执行，析构时先执行主程序所有全局对象析构，再执行共享库的析构函数，和预期一致。
3. macOS 10.15（Darwin 19.x内核）之前版本的dyld动态链接器存在实现差异：共享库析构函数与主程序全局析构函数未严格按照构造逆序排序，会优先执行共享库的析构逻辑，导致遇到的问题。你尝试设置的析构函数优先级仅在同一模块内部生效，跨主程序和共享库的场景下老版本dyld不识别跨模块优先级，因此不生效。10.15及以上版本苹果更新了dyld的排序逻辑，对齐了Linux的行为，因此运行结果符合预期。

以下方案均不需要移除全局变量：

方案1：共享库侧增加引用计数（兼容性最好） #

不需要修改主程序代码，仅调整共享库逻辑，将原本放在共享库析构函数中的清理逻辑移到最后一个调用销毁函数的地方执行：

// 替换原来的initialized变量为引用计数
static int refcnt = 0;

__attribute__((constructor)) void shlib_init(void)
{
  printf("Constructor\n");
  fflush(stdout);
}

void shlib_create_function(void)
{
  refcnt++;
  printf("create function[%d]\n", refcnt > 0);
  fflush(stdout);
}

void shlib_destroy_function(void)
{
  printf("destroy function[%d]\n", refcnt > 0);
  fflush(stdout);
  refcnt--;
  // 所有实例都销毁后再执行原共享库析构逻辑
  if (refcnt == 0) {
    printf("Destructor\n");
    fflush(stdout);
    // 其他原有清理逻辑写在这里
  }
}

__attribute__((destructor)) void shlib_fini(void)
{
  // 仅保留兜底校验逻辑，防止出现资源泄漏
  if (refcnt > 0) {
    fprintf(stderr, "Warning: %d active references when unloading shared library\n", refcnt);
  }
}

方案2：主程序侧持有共享库句柄（无需修改共享库） #

如果无法修改共享库代码，可在主程序的全局对象中持有共享库的引用，强制延迟共享库的卸载时机：

#include "shlib.h"
#include <iostream>
#include <dlfcn.h>

class Object {
public:
  Object() {
    // RTLD_NOLOAD仅获取已加载的共享库句柄，不会重复加载，仅增加引用计数
    shlib_handle = dlopen("libshlib.dylib", RTLD_NOW | RTLD_NOLOAD);
    shlib_create_function();
  }
  ~Object() {
    shlib_destroy_function();
    if (shlib_handle) {
      // 释放句柄后动态链接器才会执行共享库析构
      dlclose(shlib_handle);
    }
  }
private:
  void* shlib_handle = nullptr;
};

Object global_object;

// 剩余main函数逻辑不变

该方案依赖POSIX标准的dlfcn.h接口，Linux和macOS均兼容。

方案3：升级部署环境 #

如果业务允许将运行环境升级到macOS 10.15及以上版本，无需修改任何代码即可得到符合预期的执行顺序。

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