VC++全局变量初始化

2016年11月03日 19:40:51 hanford 阅读数：1713

第1章说明

1.1 程序启动

参考下面的C++代码：

int GetC() { return 2;};

int a;

int b = 1;

int c = GetC();

int main()

{

return a+b+c;

}

程序载入内存，全局变量a、b、c就完成了静态初始化（static initialization），此时a、b、c的数值分别为0、1、0。

系统会调用入口函数mainCRTStartup，后者会调用_initterm(__xc_a,__xc_z);执行_initterm函数时会调用GetC函数，完成全局变量c的动态初始化（dynamic initialization）。此时a、b、c的数值分别为0、1、2。

mainCRTStartup会接着调用函数main，至此完成程序的启动工作。

注意：C语言里的全局变量只能静态初始化；C++语言里的全局变量才支持动态初始化。

1.2 强符号、弱符号

上面示例代码中的全局变量a没有赋给初始值，它就是弱符号。弱符号全局变量会被编译器初始化为零。

上面示例代码中的全局变量b、c赋予了初始值，它们就是强符号。

弱符号可能会被合并。如：1.cpp、2.cpp里均有弱符号a，那么连接时它们将被当做一个全局变量。又如：1.cpp、2.cpp里均有弱符号a，3.cpp里有强符号a，那么连接时以强符号为准。

强符号是不会被合并的。如：1.cpp、2.cpp里均有强符号a，那么连接时就会出错。

建议：尽量使用强符号，否则可能会产生难以察觉的错误。

1.3 动态初始化顺序

C++代码里，可使用#pragma init_seg来调整动态初始化的顺序。其顺序一共分为52级，如下表所示：

#pragma init_seg(".CRT$XIA")

#pragma init_seg(".CRT$XIB")

... ... ...

#pragma init_seg(".CRT$XIZ")

#pragma init_seg(".CRT$XCA")

#pragma init_seg(".CRT$XCB")

#pragma init_seg(".CRT$XCC") 或 #pragma init_seg(compiler)

... ... ...

#pragma init_seg(".CRT$XCL") 或 #pragma init_seg(lib)

... ... ...

#pragma init_seg(".CRT$XCU") 或 #pragma init_seg(user)

... ... ...

#pragma init_seg(".CRT$XCZ")

上表中，越靠上的段内全局变量越先被动态初始化。如下面的两个cpp文件内容：

#pragma init_seg(".CRT$XCC")

int C1 = GetC1();

int C2 = GetC2();

#pragma init_seg(".CRT$XCL")

int L1 = GetL1();

int L2 = GetL2();

全局变量C1、C2在段.CRT$XCC里，L1、L2在段.CRT$XCL里，所以C1、C2肯定比L1、L2优先完成动态初始化。

同一段内全局变量的初始化顺序完全无法预料。如：上面C1、C2的动态初始化顺序是无法预料的。

全局变量默认在段.CRT$XCU内，C++库的全局变量在段.CRT$XCC内，MFC库的全局变量在段.CRT$XCL内。所以，编写一个MFC程序并且静态连接MFC库时，C++库的全局变量首先被动态初始化，然后MFC库的全局变量被动态初始化，最后是MFC程序里的全局变量被动态初始化。这样的动态初始化顺序非常重要，因为MFC程序里的全局变量有可能会调用C++库或MFC库里的函数或变量。不调整好顺序就有可能出错。如下面的代码：

#include <stdio.h>

#include <string>

#pragma init_seg(".CRT$XCA")

std::string s = "123";

void main()

{

puts(s.c_str());

}

如果上述代码静态连接C运行时库，那么在C++库内的全局变量被初始化前，全局变量s就被动态初始化了。结果就是s动态初始化失败，其成员变量全部为零（静态初始化的结果）。

1.4 exe调用dll

上一节的例子，如果动态连接C运行时库（msvcrt.dll），那么全局变量s就能正常动态初始化。其初始化步骤为：

1、初始化dll内的全局变量

2、调用dll内的DllMain(...,DLL_PROCESS_ATTACH,...)

3、初始化exe内的全局变量

4、调用 exe 内的main 或 WinMain

5、从 exe 内的main 或 WinMain 返回

6、销毁exe内的全局变量

7、调用 dll 内的DllMain(...,DLL_PROCESS_DETACH,...)

8、销毁dll内的全局变量

第1步中，msvcrt.dll内部完成了C++库全局变量的初始化工作；第3步动态初始化exe里的全局变量s时，就不会有问题了。

1.5 禁用动态初始化

全局变量的动态初始化是入口函数mainCRTStartup 调用_initterm函数产生的结果。如果自行指定入口函数，就不再会有动态初始化了。如下面的代码：

#include <windows.h>

int GetA() { return 1; }

int a = GetA();

#pragma comment(linker,"/entry:MyEntry") //修改入口函数为 MyEntry

void main(){}

void MyEntry()

{

MessageBox(NULL,a ? TEXT("1") : TEXT("0"),TEXT(""),MB_OK);

}

全局变量a将无法完成动态初始化，其值为零。

注意：自行指定入口函数，静态连接C函数库时无法动态初始化C函数库里的全局变量，将导致C函数库里的函数无法使用。

1.6 应用实例

请参考如下几段MFC代码：

UINT GetMsgId()

{

static UINT uID = WM_USER + 100;

return uID++;

}

//串口通讯模块

//收到串口数据后PostMessage(hWndMain,WM_SERIAL_RECV)

UINT WM_SERIAL_RECV = GetMsgId();

//网络通讯模块

//收到网络数据后PostMessage(hWndMain,WM_SOCKET_RECV)

UINT WM_SOCKET_RECV = GetMsgId();

//主窗口 CDlgMain

BEGIN_MESSAGE_MAP(CDlgMain, CDialog)

ON_MESSAGE(WM_SERIAL_RECV,OnSerialRecv)

ON_MESSAGE(WM_SOCKET_RECV,OnSocketRecv)

END_MESSAGE_MAP()

串口通讯模块收到串口数据后，给主窗口寄送WM_SERIAL_RECV消息；网络通讯模块收到网络数据后，给主窗口寄送WM_SOCKET_RECV消息。为了防止WM_SERIAL_RECV和WM_SOCKET_RECV重复，特使用GetMsgId函数对它们进行动态初始化。

通过主窗口CDlgMain的消息映射表可知：收到WM_SERIAL_RECV消息，将调用函数OnSerialRecv进行处理；收到WM_SOCKET_RECV消息，将调用OnSocketRecv进行处理。

VC++6.0里展开BEGIN_MESSAGE_MAP、ON_MESSAGE就是如下代码：

const AFX_MSGMAP_ENTRY CDlgMain::_messageEntries[] =

{

{ WM_SERIAL_RECV, 0, 0, 0, AfxSig_lwl, &OnSerialRecv },

{ WM_SOCKET_RECV, 0, 0, 0, AfxSig_lwl, &OnSocketRecv },

}

全局变量WM_SERIAL_RECV、WM_SOCKET_RECV、CDlgMain::_messageEntries均在段.CRT$XCU里，所以它们的初始化顺序是不可预知的。

如果CDlgMain::_messageEntries先于WM_SERIAL_RECV、WM_SOCKET_RECV动态初始化，那么很不幸，此时的WM_SERIAL_RECV、WM_SOCKET_RECV均为零，所以CDlgMain将无法处理WM_SERIAL_RECV、WM_SOCKET_RECV消息。

为了让WM_SERIAL_RECV、WM_SOCKET_RECV先于CDlgMain::_messageEntries动态初始化，可这样修改代码：

//串口通讯模块

//收到串口数据后PostMessage(hWndMain,WM_SERIAL_RECV)

#pragma init_seg(lib)

UINT WM_SERIAL_RECV = GetMsgId();

//网络通讯模块

//收到网络数据后PostMessage(hWndMain,WM_SOCKET_RECV)

#pragma init_seg(lib)

UINT WM_SOCKET_RECV = GetMsgId();

现在WM_SERIAL_RECV、WM_SOCKET_RECV在段.CRT$XCL里，而CDlgMain::_messageEntries在段.CRT$XCU里。这样就能保证CDlgMain::_messageEntries动态初始化前WM_SERIAL_RECV、WM_SOCKET_RECV已经动态初始化完毕。CDlgMain也就能够正常处理WM_SERIAL_RECV、WM_SOCKET_RECV消息了。

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