我有一個靜態庫（或一堆 c/cpp 文件），其中包含一個單例，并由/鏈接到兩個不同的 C 擴展使用。然而，C 庫中的單例不再表現得像單例：import getterimport setter# set singleton:setter.set(21)# get singleton:print("singleton: ", getter.get()) #prints the old value:42為了簡單起見，下面是一個使用 Cython 說明此問題的最小示例（所有文件都位于同一文件夾中）：C 庫：//lib.h:int get_singleton(void);void set_singleton(int new_val);//lib.c:#include "lib.h"static int singleton=42;int get_singleton(void){ return singleton;}void set_singleton(int new_val){ singleton=new_val;}兩個 Cython 擴展：# getter.pyx:#cython: language_level=3cdef extern from "lib.h": int get_singleton()def get(): return get_singleton()# setter.pyx:#cython: language_level=3cdef extern from "lib.h": void set_singleton(int new_val);def set(new_val): set_singleton(new_val)此SO-post之后的安裝文件：#setup.pyfrom setuptools import setup, find_packages, Extensionsetup( name='singleton_example', ext_modules=[Extension('getter', sources=['getter.pyx']), Extension('setter', sources=['setter.pyx']),], # will be build as static libraries and automatically passed to linker for all extensions: libraries = [('static_lib', {'sources': ["lib.c"]}) ] )通過 構建后python setup.py build_clib build_ext --inplace，可以運行上面的 python 腳本。在多個 (Cython)-C-擴展之間共享 C-單例的正確方法是什么？
1 回答
湖上湖
TA貢獻2003條經驗 獲得超2個贊
目前的問題是該變量singleton存在兩次：一次在擴展中setter，一次在擴展中getter（也可以運行get_singleton并set_singleton存在兩次，即每個有兩個不同的地址），這或多或少違反了一個定義規則（ODR），甚至如果這個規則只存在于C++中。違反 ODR 并不是世界末日，但在大多數情況下，該行為變得不可移植，因為不同的鏈接器/編譯器/操作系統以不同的方式處理這種情況。
例如，對于 Linux 上的共享庫，我們有符號插入。然而，Python 使用ldopenwithout?RTLD_GLOBAL（隱含 with?RTLD_LOCAL）來加載 C 擴展，從而防止符號插入。我們可以在 Python 中強制使用RTLD_GLOBAL：
import?sys;?import?ctypes; sys.setdlopenflags(sys.getdlopenflags()?|?ctypes.RTLD_GLOBAL)
getter在導入并setter再次恢復單例屬性之前。然而，這在 Windows 上不起作用，因為 dll 不支持符號插入。
確?！皢卫龑傩浴钡目梢浦卜椒ㄊ潜苊膺`反 ODR，并且為了實現這一點，應該使靜態庫/文件束動態化。該動態庫只會被進程加載一次，從而確保我們只有一個singleton.
根據具體情況，可以選擇如何使用此 dll：
這些擴展僅在本地使用，而不是使用共享對象
擴展僅分布在某些平臺上，那么可以預構建共享對象/dll 并像第三方庫一樣分布它們，例如參見此 SO-?post
可以覆蓋setuptools的
build_clib命令，因此它將構建一個共享對象/dll而不是靜態庫，當擴展被鏈接并復制到安裝時將使用該庫。然而，添加更多的擴展，這將使用這個 dll 是相當麻煩的（即使不是不可能）。可以編寫 dll 的 cython 包裝器，它的優點是使用 Python 的機制來加載和推遲符號的結果直到運行時，而不是底層操作系統的鏈接器/加載器，這使得例如，稍后可以更輕松地根據動態庫創建進一步的擴展。
我認為默認情況下應該使用最后一種方法。這是一個可能的實現：
創建靜態庫的包裝并通過
pxd-file 公開其功能：
# lib_wrapper.pxd
cdef int get_singleton()
cdef void set_singleton(int new_value)
#lib_wrapper.pyx
cdef extern from "lib.h":
? ? int c_get_singleton "get_singleton" ()
? ? void c_set_singleton "set_singleton" (int new_val)
cdef int get_singleton():
? ? return c_get_singleton()
cdef void set_singleton(int new_val):
? ? c_set_singleton(new_val)
一個重要的部分是：包裝器引入了一定程度的間接性（從而導致大量應該自動化的樣板代碼編寫），因此當在其他模塊中使用它時，既不需要頭文件也不需要 c 文件/庫。
調整其他模塊，它們只需要cimport包裝器：
# getter.pyx:
#cython: language_level=3
cimport lib_wrapper
def get():
? ? return lib_wrapper.get_singleton()
# setter.pyx:
#cython: language_level=3
cimport lib_wrapper
def set(new_val):
? ? lib_wrapper.set_singleton(new_val)
安裝程序不再需要build_clib-step：
from setuptools import setup, find_packages, Extension
setup(
? ? ? name='singleton_example',
? ? ? ext_modules=[Extension('lib_wrapper', sources=['lib_wrapper.pyx', 'lib.c']),
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?Extension('getter', sources=['getter.pyx']),?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?Extension('setter', sources=['setter.pyx']),],
? ? ?)
構建 via 后python setup.py build_ext --inplace（在源代碼分發中，即python setup.py build sdisth 文件將丟失，但對于此問題可能有許多不同的解決方案），示例將set/get相同的單例（因為只有一個）。
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