带你跳出坑爹的Runtime Library坑

上一篇文章带你玩转Visual Studio——带你理解微软的预编译头技术我们了解了微软的预编译头技术,预编译的方式让我们的工程编译的更加快速;本篇文章将继续介绍微软的另一项技术,也就是运行时库Runtime Library。


在Windows下进行C++的开发,不可避免的要与Windows的底层库进行交互,然而VS下的一项设置MT、MTd、MD和MDd却经常让人搞迷糊,相信不少人都被他坑过,特别是你工程使用了很多第三库的时候,及容易出现各种链接问题。看一下下面这个错误提示: 
LIBCMT.lib(_file.obj) : error LNK2005: _initstdio already defined in libc.lib(_file.obj) 
LIBCMT.lib(file.obj) : error LNK2005:
endstdio already defined in libc.lib(_file.obj)

有多少人被这玩意坑过,被坑过的请举脚!哈哈……

既然这里这么容易出问题,我们就有必要对其进行深入的了解,知其然且知其所以然才能万事无惧!

4.1 从操作系统的角度出发

我们知道操作系统一般是用C写的(因为那时还没有C++,C已经算是最高级的计算机语言了),不管是Linux/Unix还是Windows底层都是大量的C代码。在开发操作系统及相应的应用程序时,很多的程序都会用到相同基础功能的函数库。为了方便开发就把经常用到的底层的基础函数封闭成库(不然你每写一个程序都要把这基础功能实现的源代码拷贝一份到自己的工程,或自己再实现一次),于是就有了C运行时库(C Runtime Library),也就是静态库libc.lib(Release版)、libcd.lib(Debug版)。

因为早期的操作系统和程序都相应简单,用户的需求也不高,那时的操作系统还没有多任务、多线程的概念。所以libc.lib、libcd.lib当然只能支持单线程的程序,而无法支持多线程的程序,因此这个运行时库叫Single-Threaded(/ML)的方式。

后来,随着计算机的普及和发展,计算机要完成的任务越来越多,人们对时间和性能的要求也越来越高,为满足这些需求,操作系统就有了多任务的概念,也有了多线程的技术。而之前的运行时库libc.lib、libcd.lib只能用于单线程,已经无法满足很多程序的需要,于是多线程的运行时库也就应运而生,这就是libcmt.lib、libcmtd.lib,也就是/MT、/MTd的方式。

/MT、/MTd解决了多线程的问题,但随着程序的越来越复杂,一个程序可能会用到多个其他程序的库,多个程序可能会用到相同的库,在内存中会保存多份的相同的静态库。假设A程序使用了C.lib,B程序也使用了C.lib,A、B程序同时运行时,在内存中就会同时存在两份C.lib。 

 
静态库在内存中的呈现方式

为了解决这个问题,就产生了动态库的技术。于是就有了动态的运行时库Multi-threaded DLL(/MD)、Multi-threaded DLL Debug(/MDd)。多个程序使用同一个动态库,在内存中只会有一份,效果图如下 

 
动态库在内存中的呈现方式

4.2 从语言的角度

我们都知道,先有了C语言,后来才在C的基础上发展出了C++语言,而C++又对C兼容,相当是C的一个超集。 
一开始的运行时库,只是C的运行时库(C Runtime Library),包含了对C标准函数的实现。后来随着C++的产生,又把C++程序运行时要用的底层基础库加了进去,就有了C/C++的运行时库(C/C++ Runtime Library),这时的运行时库既包含了标准C函数的实现,也包含了C++ STL的实现。

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