不调用单例构造函数

Question

我有单例类，用于在一个线程(GUI线程)中使用，以防止错误使用，我添加了assert。

//header file
class ImageCache final {
public:
    ImageCache(const ImageCache &) = delete;
    ImageCache &operator=(const ImageCache &) = delete;
    static ImageCache &instance()
    {
       static ImageCache cache;
       return cache;
    }
    void f();
private:
    QThread *create_context_ = nullptr;
    ImageCache();
};

//cpp
ImageCache::ImageCache()
{
    create_context_ = QThread::currentThread();
    qInfo("begin, cur thread %p\n", create_context_);
}

void ImageCache::f()
{
    assert(create_context_ == QThread::currentThread());
}

所有操作都很好，但是在一台机器上，ImageCache::f中有断言失败，我没有直接访问该机器的权限(因此出现了这个问题)。

有趣的是，根据日志，ImageCache::ImageCache根本没有被调用，断言失败是因为

assert(0 == QThread::currentThread());

我将ImageCache::instance的实现从头文件移到.cpp文件，将更新的源代码发送给这些机器的用户(在我的所有工作都很好)，他重新构建和所有开始工作如预期。

我要求他提供编译后的二进制文件(包含断言失败和没有断言)，它们之间唯一的区别是ImageCache::instance实现的位置，

比较汇编程序。

ImageInstance::instance().f()的调用完全没有区别，ImageInstance::instance的反汇编程序也有一个不同之处，

失败的例子是这样的：

 static ImageCache &instance()
   4938f:   55                      push   %rbp
   49390:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
   49393:   41 54                   push   %r12
   49395:   53                      push   %rbx
    {
        static ImageCache cache;
   49396:   48 8b 05 bb db 23 00    mov    0x23dbbb(%rip),%rax        # 286f58 <_ZGVZN10ImageCache8instanceEvE5cache@@Base-0x2150>
   4939d:   0f b6 00                movzbl (%rax),%eax
   493a0:   84 c0                   test   %al,%al
   493a2:   0f 94 c0                sete   %al
   493a5:   84 c0                   test   %al,%al
   493a7:   74 5c                   je     49405 <_ZN10ImageCache8instanceEv+0x76>
   493a9:   48 8b 05 a8 db 23 00    mov    0x23dba8(%rip),%rax        # 286f58 <_ZGVZN10ImageCache8instanceEvE5cache@@Base-0x2150>
   493b0:   48 89 c7                mov    %rax,%rdi
   493b3:   e8 08 b7 fe ff          callq  34ac0 <__cxa_guard_acquire@plt>

好的地方是这样的：

ImageCache &ImageCache::instance()
{
   50c12:   55                      push   %rbp
   50c13:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
   50c16:   41 54                   push   %r12
   50c18:   53                      push   %rbx
    static ImageCache cache;
   50c19:   0f b6 05 98 94 23 00    movzbl 0x239498(%rip),%eax        # 28a0b8 <_ZGVZN10ImageCache8instanceEvE5cache>
   50c20:   84 c0                   test   %al,%al
   50c22:   0f 94 c0                sete   %al
   50c25:   84 c0                   test   %al,%al
   50c27:   74 50                   je     50c79 <_ZN10ImageCache8instanceEv+0x67>
   50c29:   48 8d 3d 88 94 23 00    lea    0x239488(%rip),%rdi        # 28a0b8 <_ZGVZN10ImageCache8instanceEvE5cache>
   50c30:   e8 cb 3d fe ff          callq  34a00 <__cxa_guard_acquire@plt>

不同的是

//bad
mov    0x23dbbb(%rip),%rax 
movzbl (%rax),%eax
//good
movzbl 0x239498(%rip),%eax

我的解释是，由于某种原因，来自第一个变量的%eax寄存器得到了错误的值，因此决定了全局对象是初始化的，而不是初始化的。在第二种情况下，所有操作都如预期的那样工作。

那么是编译器失败(gcc (Ubuntu 7.3.0-27ubuntu1~18.04) 7.3.0 / amd64 / linux)还是我应该使用ImageCache：：.cpp中的实例是因为某种原因，或者是其他一些导致不同代码生成的原因，比如一些编译器falgs可能会导致这个失败？代码是用-O0 -std=c++11和其他一些标志编译的，cmake在编译具有Qt库依赖性的共享库时会自动添加。

另外，我要求使用fprintf(stderr而不是qInfo的测试代码，用户看到第二种情况下的输出，在第一种情况下没有输出。

Answer 1

原始答案

据我所知，头文件中函数的问题是，您可以获得多个定义，而行为却未指定。

本质上，编译器可能会生成多个函数( instance )，每个编译单元都有一个包含该标头的函数，因此，如果它们在链接时没有合并/消除，那么每个函数都会有自己的变量。

在windows中，如果在多个DLL中编译相同的代码，在每个动态库中重复一些变量，我们可能会遇到类似的问题。

然后会发生的情况是，由于每个客户端都有自己的副本，另一个客户端在另一个翻译单元(您的问题)或另一个DLL (我的问题)中没有看到由一个客户所做的更改。

通过将定义移动到源文件，您将得到一个单独的定义，从而避免这个问题。

在C++中，如果不遵循规范，通常会得到未定义的行为。这取决于程序员知道他在做什么。

更新

正如所指出的，根据目前的标准，我的假设可能是错误的。因此，问题还可能是过时的编译器或编译器错误。

对正在发生的情况的可能解释：

在许多情况下，当编译器合并重复项时，代码将是相同的，因此它将不会对所选择的代码产生任何影响。在这里，假设编译器为静态变量分配两个不同的地址(每个编译单元一个)，并且以某种方式内联对instance()的调用，使其使用原始变量而不是合并的变量，这可能会解释所观察到的行为。

Answer 2

看起来是QThread::currentThread()的一个问题。它使用的是一个模块本地静态对象-我猜。如果是这样的话，模块与用户代码的链接顺序会导致行为差异。你试过不同版本的QT吗？我想这个版本的Qt有一个过时的设计--不使用现代成语，比如，甚至旧的漂亮的计数器技巧。