在C++的学习中，看到了许多关于单例跨动态库问题的解释。
但是大多数解释，都没能让我很好地理解这一问题出现的原因，以及解决方式。
下面是我对这一问题的个人理解，可能存在错误，仅供参考。
1. 单例动态库-声明与定义分离时
一段程序，通常由头文件(.h/.hpp)和源文件(.cpp)组成，我们习惯在头文件中写声明，在源文件中写实现。
下面是一个简单的单例动态库示例，dog.cpp将被编译成动态库，供主程序使用。
// --------- dog.hpp 头文件，仅声明
#pragma once
class Dog{
public:
// 静态函数，获取单例
static Dog& getInstance();
void printAddr(); // 输出当前对象地址
Dog(const Dog& dog) = delete;
Dog(Dog&& dog) = delete;
private:
Dog() = default;
};
// 输出对象地址
void printAddr();
// --------- dog.cpp 源文件，仅实现
#include "dog.hpp"
#include <iostream>
// C++ 11 起的线程安全的方式
Dog& Dog::getInstance(){
static Dog dog{};
return dog;
}
void Dog::printAddr(){
std::cout << (long long)this << std::endl;
}
void printAddr(){
Dog::getInstance().printAddr();
}
// --------- main.cpp 主程序
#include <iostream>
#include "dog.hpp"
int main(){
printAddr();
Dog::getInstance().printAddr();
}
正常配置下，无论Windows还是Linux，这段程序都没有问题。
在Windows下，动态库的头文件还需要导入导出符号。
主函数两次的输出相同。 无论如何操作，生成的单例对象唯一。
2. 直接在头文件中实现，或inline的方式
在某些情况下，我们可能采取内联的方式，直接将函数的实现写在头文件中，或者使用inline修饰函数。
此时代码如下：（注意dog会被编译成动态库）
// ---------- dog.hpp 头文件
#pragma once
#include <iostream>
class Dog{
public:
// 部分函数实现直接写在了dog.hpp中
static Dog& getInstance(){
static Dog dog{};
return dog;
}
void printAddr(){
std::cout << (long long)this << std::endl;
}
Dog(const Dog& dog) = delete;
Dog(Dog&& dog) = delete;
private:
Dog() = default;
};
void printAddr();
// ---------- dog.cpp 源文件
#include "dog.hpp"
#include <iostream>
void printAddr(){
Dog::getInstance().printAddr();
}
// ---------- 主程序
#include <iostream>
#include "dog.hpp"
int main(){
// 两行的输出可能不同
printAddr();
Dog::getInstance().printAddr();
}
此时，在Windows中，由于导入导出符号的存在，两次输出的地址依然相同，单例对象唯一。
但是在Linux中，两次输出的地址将不同，单例对象不在唯一！！
动态库和主程序将各自持有一个单例对象，根据代码调用位置的不同，使用不同对象。
3. 单例不唯一原因
第1种情况：
声明与实现分开，static Dog dog 仅出现在dog.cpp中，因此单例对象只会有这一个，是正确的。
第2种情况：
将实现写在头文件中，各源文件#include复制了头文件内容后，导致static Dog dog出现在了多个.cpp文件中。
如果是静态库，能够在编译期消除重复符号确保唯一性；但是动态库不行，因为编译期不知道库的具体内容。
包含该头文件的 主程序或动态库 都会认为自己有一份这个对象，如果在使用了getInstance()，会调用模块自身从头文件导入的那份代码，生成自己的 static Dog dog 实例。
比如情况2主函数中的代码：
1. printAddr()的实现在动态库中，会在动态库代码段调用getInstance，动态库生成了单例对象。
2. Dog::getInstance() 则直接调用头文件复制进来的代码，在主程序中调用，主程序又生成了自己的单例。
inline关键字赋予对象外部链接，效果类似。
注意：
MSVC工具链需要在动态库的头文件中设置导出符号__declspec(dllexport)，在导入的地方设置导入符号__declspec(dllimport)，使其仅在导出的地方生效，从而避免了第2种情况的错误。
在 Linux 下，动态库（.so）的符号默认是全局可见的，这会导致情况2中多个编译单元的 static 变量各自独立，从而产生多个单例对象。
4. 如何解决
就像上面说的，最好的方式就是 将声明与实现分离，头文件中写声明，源文件中写定义。
也可以使用“饿汉”模式，将单例设置为类的静态成员。
有的时候，比如纯头文件库，必须全部写在头文件中，此时有2种方式：
- 封装一个动态库，所有单例都只能通过此动态库提供的接口（函数）获取。
这个接口的实现必须在.cpp文件中。
通过接口调用，让单例对象的创建只在此动态库中发生，单例唯一。 - 通过编译器的导入导出符号进行设定。win和linux有各自的导入导出符号，可以通过宏控制，但依然较繁琐。
5. 更复杂的情况
现在有主程序A ,动态库B，静态库C；静态库C中封装了一个单例类。
现在B直接调用（链接）了C； A直接调用了B和C。
此时，动态库B内部有一份静态库C，而可执行程序A中也有一份静态库C。
那么，程序A直接调用C的单例，和通过B调用C的单例，就会是2个不同的单例对象!!
推荐措施：
- 如果库封装了单例类，那就构建成动态库，而非静态库。
- 如果一定要构建成静态库，那么只能由主程序调用，不能让其他动态库使用此单例。