深度剖析C++全局构造函数和析构函数的调用机制

C++全局构造函数和析构函数的调用机制

控制台EXE中C++的全局变量在main之前初始化，在main之后清除，VC编译器、链接器和VC运行库代码互相配合完成了这个魔术。请复制这段代码到你新建的控制台程序，创建并运行：
#include "stdafx.h"
#include <iostream>

#define SECNAME ".CRT$XCU"
#pragma section (SECNAME, long, read)

void Cleanup()
{
std::cout << "bye" << std::endl;
}

void Init()
{
//do anything you want.
std::cout << "hello" << std::endl;
atexit(Cleanup);//注册析构函数
}

typedef void (_cdecl *_PVFV) () ;
_declspec (allocate(SECNAME)) _PVFV callB4Main[] = { Init };

int main()
{
std::cout << "in main" << std::endl;
return 0;
}

输出结果：
hello
in main
bye

奇怪！你并没有调用Init和Cleanup，但很明显它们被调用了，这是怎么回事呢？
我们知道真正的入口函数是mainCRTStartup，对于我们的讨论，mainCRTStartup可简化如下：
int __tmainCRTStartup()//这个函数会被链接进我们的exe，并作为入口点函数
{
_initterm();
int result = main();
exit();
return result;
}

//  file:   crt\src\crt0dat.c
static void _cdecl _initterm  (_PVFV * pfbegin,_PVFV * pfend)
{
while   ( pfbegin < pfend )
{
if   (   *pfbegin  != NULL )
(* *pfbegin) ();
++pfbegin;
}
}
这就是调用构造函数的地方。对于我们定义的每一个全局变量，编译器把它的构造函数调用（不管你带多少参数）编译成一段代码（签名格式为_PVFV），这段代码同时用atexit注册了析构函数（对于编译器这是很容易的）。然后把这段代码的函数指针放入一个_PVFV数组。链接器把这些_PVFV数组连成一个大数组。
_initterm参数中的pfbegin就指向这个数组的第一个元素，pfend指向这个数组的最后一个元素（总为NULL），我们的构造函数就这样被调用了，这也是上面的魔术的工作原理。atexit注册的函数将在main之后exit（与_initterm代码相似）中执行，而且遵循LIFO的原则，所以析构函数会按照和构造函数相反的顺序调用。

对于非控制台EXE和DLL，情形是类似的。

任何用户态进程的真正的入口其实是kernel32.dll!_BaseProcessStart@4，但这与我们的讨论无关。

参考书籍：
《程序员的自我修养--装载、链接和库》