开发中遇到一个问题，比如有一个类库A，被类库B引用，类库B和类库A都被程序C引用。类库A中有一个全局变量G，要求同一个进程中使用的是同一个全局变量G。
虽然看起来很简单，但是实际探究下来还有不少坑。
如果不是类库
如果A B都不是类库，而是直接引入源码编译，理论上比较方便解决。
示例一
pre.h
定义了全局变量a
#ifndef UNTITLED11_PRE_H
#define UNTITLED11_PRE_H
int a;
#endif //UNTITLED11_PRE_H
test.h
#ifndef UNTITLED11_TEST_H
#define UNTITLED11_TEST_H
#include <stdlib.h>
void ftest();
#endif //UNTITLED11_TEST_H
test.c
相当于另一个模块引用了全局变量
#include <stdio.h>
#include "pre.h"
#include "test.h"
#include <stdlib.h>
void ftest()
{
a = 333;
}
main.c
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include "test.h"
#include "pre.h"
int main()
{
a = 222;
printf("main[%d]\n", a);
ftest();
printf("main[%d]\n", a);
return 0;
}
输出结果
main[222]
main[333]
可以看出不同模块虽然都引入了pre.h，都有int a，但是使用的是同一个。
示例二
如果把上面pre.h中的int a;改成int a = 0;，编译就会报错
multiple definition of `a';
这是为什么呢？实际上示例一只是用了一个投巧的办法。因为int a;不能确定是声明还是定义，当遇到第一个赋值是，比如a = 222;，这时候才知道int a;是声明，只是告诉大家有这么一个变量，但是还没有为其分配空间，a = 222;才真正创建了这个变量，后面的a = 333;是赋值。所以使用的是同一个。
示例一的用法与使用extern是一致的，如下
示例三
把pre.h中的语句改成extern int a;
在main.c的main函数前添加int a = 0;
这个结果与示例一是一致的。就是大家都引用pre.h，但是extern int a;表示只是声明了这个变量，并没有实例化，a的实例化到其他文件找，我们在main.c中调用int a = 0;进行了实例化，所以当test.c中使用a的时候也会到其他文件找，也找到的是main.c中的a，所以是同一个。
使用类库
如果A B是类库，就比较麻烦了，因为类库与一个单独的程序没有区别，是独立的，所以就会遇到下面的问题。
示例一
在A的头文件定义全局变量，不管是int g_val;还是int g_val = 0;编译链接是都会遇到multiple definition问题，为什么呢？
那是因为，当编译A时，不管是如何写，A中肯定用到了g_val，当第一次用g_val时，g_val就已经定义了，同样B中也是一样。所以当B再次链接A或者C链接A和B时，就会有两个定义的g_val，所以就出现了multiple definition
示例二
在A的头文件定义静态变量。static int g_val;
这样虽然不会报错了，但是有另一个问题，就是大家的都相互独立，也就是说使用的是多份g_val。
我们直到static除了设置静态变量，让数据可以一直存在，还有一个作用，就是限制作用范围到当前文件。所以当编译完A后，A中有一个g_val，编译完B，B中有一个g_val，同理C中也有一个g_val，并且是独立的。这样虽然编译成功，但是没有达到我们的目的，我们要求是使用同一个g_val。
示例三
在A的头文件声明extern int g_val;
在A的源码定义int g_val = 0;
A编译成共享库，其他类库也是共享库。
这样就可以解决我们的问题。
因为共享库只会在第一次调用的时候加载一次，同一个进程，也只会在第一次加载的时候映射一次静态变量和全局变量。也就是说，虽然A B C都有全局变量G，但是只会在第一次调用的时候创建一个G，后续都使用的是同一个，这个与一开始直接把所有文件一起编译一样，只不过不是在main.c中定义了int a = 0;而是为pre.h创建一个pre.c，在pre.c中定义了int a = 0;
shared library共享库与static library静态库区别
提到shared library，我们都会对比static library。
主要的区别实际上可以从其初衷来看：
- static library最早被发明出来，因为很多模块并不经常修改，每次都编译很麻烦，可以先把这些模块编译成static library，再编译其他模块时，如果需要，就把static library相关的代码加入到其他模块中。
- shared library是为了解决，有写模块，经常被使用，或者要给其他人用，可以编译成shared library，当程序运行时，如果执行到shared library的代码，就把shared library加载进来，调用对应的二进制模块。节省了硬盘和内存空间。
- static library相当于一个文件包，把其他模块编译生成的.o文件打包成一个.a(static library)，当使用是，就相当于编译过程中把.o编译成一个二进制一样。
- 由于static library是编译到其他模块中的，如果接口没变，但是实现方式做了修改（比如修复bug），那么所有使用到这个static library的模块都需要重新编译。
- shared library只会把一些查找对应接口的信息放到程序中，并不会把整个库放入到链接库/程序中。当系统中第一个程序使用某个share library时，系统才把这个shared library从硬盘加载到内存。并且当有第二个程序使用这个shared library时，会使用内存中的同一份数据，节省了内存。
- 共享库都是编译一份，放到指定路径，不会存在链接程序中，节省了硬盘。
- 虽然多个进程使用同一份内存中的共享库，但是其静态数据和全局数据是相互独立的，会重新映射。这也是合理的，不然大家都可以相互修改数据，简直乱套了。
- 由于链接程序只保存了共享库的接口信息，并没有载入其全部实现的二机制数据，所以如果接口信息没有变更，可以随时替换共享库，而链接程序不需要重新编译。
The Linux Programming Interface