Android C++ STL最佳实践

Stella981
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田海立@CSDN 2020-12-12

Android源码中的C++ STL》与《Android源码中C++ STL的namespace》以及《Android NDK中的C++ STL》分别介绍了Android源码中以及NDK环境下有哪些STL有些什么区别,本文主要讲述怎么选择STL,静态库/动态库如何选,有哪些注意点。本文虽针对Android讲解,其中观点亦适用于其他场景。

一、STL的选择

 
Android源码中

Android源码中的c++ STL:内置的llvm libc++/libc++_static/system;内置的NDK版本中的libc++_shared/libc++_static/system(system也就是android源码中的libstdc++)。其中的内置的libc++ stl与NDK中的libc++ STL并不兼容,它们用namespace都做了隔离。

  • Android源码中尽量用内置的lib++;
  • 只有在预置外来包的,并且外来包是要兼容多个Android 版本的情况下,才考虑用NDK里的STL。而且,要不违背后面的一个STL原则。

Android NDK中

Android NDK中的STL:libc++_shared / libc++_static / system,其中libc++(静态与动态)是完整的STL。目前基于Android NDK编译,完整STL只有一个可选,静态库与动态库的选择遵循后面的原则。

二、静态库 vs 动态库

静态库

程序链接STL静态库时,会把所用到的函数与对象等直接放进编译目标里。这会使得编译的目标变大(与动态链接相比),但是这样编译出来的结果是可独立发布的,与动态链接要与libc++一起发布比其大小又是小的(动态编译还要算上libc++的尺寸)。而且编译时刻可以做很多优化工作,也没有运行时动态加载的开销以及Android旧版本里的bug。

不过也考虑下面情况(注:由于所用工具不支持名称为libc++_static.a,其中的libcpp_static.a应为libc++_static.a):

Android C++ STL最佳实践

libfoo用到c++_static;libbar也用到c++_static;libbar依赖于libfoo。

这种情况下,c++ STL的一些全局的数据和构造函数会被编译进libbar和libfoo。使用它们的程序的行为是未知的,可能会有的问题:

  • 内存在一个库里申请却在另一个库里被释放,引起内存泄漏或堆栈破坏;
  • Exceptions在libfoo.so里发生,却被``libbar.so捕获而导致程序崩溃;
  • std::cout缓冲buffer出现问题。

当然,问题可能还不限于上面几种。

所以,只有在程序中有且仅有一个共享库时,该共享库才用c++ STL的静态版。

动态库

程序里用到多个共享库的时,应该用c++ STL的动态版。

Android NDK里的libc++(libc++_shared.so)不同于Android源码中的libc++(libc++.so)。用NDK里的c++编译应用程序,c++的共享库(libc++_shared.so)会被打包进apk里,如果是支持多架构的程序,程序的尺寸会变得比较大。 不过也就因为不同于Android源码中的实现,发布节奏也不一样,NDK中的c++ STL有其feature,也可能解决了某些Android源码中的问题。

所以,关于静态库与动态库:

  • Android NDK开发如果程序只有一个编译目标时,建议用静态STL。
  • Android源码开发是另外一种情况,如果未指定,所以默认编译动态库用动态STL;编译静态库用静态STL。

三、一个STL原则

一个程序的所有库只能使用一个兼容的STL。

Android NDK里以前有多个STL并存:GNU libstdc++、STLport和libc++。这些STL之间彼此并不兼容,特别是具体内部实现都是用不同的namespace分割的。

所以,如果程序依赖的编译好(prebuilt)的库,而这些库用到的c++ STL,要保证这些STL是兼容版本。因为不同STL之间并不兼容,这里的兼容看来也就是同一STL的不同版本而已。

如果你的程序依赖于一个第三方闭源库,你就没得选择,只能选择它所用的STL,最好也是同一个版本的STL。如果这个闭源库有合作者,也可以要求他/她来基于你所用的STL编译一个版本。

四、总结

使用STL时:

  • Android源码里编译,尽量用源码中的libc++;
  • Android NDK编译,程序中有且仅有一个共享库时,该共享库才用c++ STL的静态版;
  • Android NDK编译,用c++ STL共享库时,该c++库会被编译进apk里,这个STL也不同于Android源码中的c++ STL;
  • 无论如何,一个程序里只能有一个STL:要么你跟随别的库采用的STL;要么别的库跟随你要采用的STL——取决于你们的合作机制与话语权了。

附1:参考及进一步阅读

附2:其他文章

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