前言

????????不要使用全局變量的道理大家都懂，基本上在大家學(xué)習(xí)編程過程中很早就會(huì)被教育到，但是有時(shí)候我們也會(huì)禁不住誘惑用到一些似非實(shí)是的全局變量，只不過這些全局變量會(huì)穿上馬甲，讓你不會(huì)一下看穿它的巨大危害，濫用全局變量會(huì)引申帶來其它更為嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)性系統(tǒng)問題。

你擔(dān)心大家會(huì)濫用的代碼，大家(包括你自己)一定會(huì)濫用。-- 魯迅。

濫用全局變量的危害

1. 濫用全局變量會(huì)造成不必要的常量頻繁使用，特別當(dāng)這個(gè)常量沒有用宏定義“正名”時(shí)，代碼閱讀起來將萬分吃力。
2. 會(huì)導(dǎo)致軟件分層的不合理，全局變量相當(dāng)于一條快捷通道，這在軟件系統(tǒng)的構(gòu)建初期的確效率很高，功能調(diào)試進(jìn)度一日千里，但到了后期往往bug一堆，處處“補(bǔ)丁”，雷區(qū)遍布。

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3. 由于軟件的分層不合理，到了后期維護(hù)，哪怕僅是增加修改刪除小功能，往往要從上到下掘地三尺地修改，涉及大多數(shù)模塊，而原有的代碼注釋卻忘了更新修改，這個(gè)時(shí)候，交給后來維護(hù)者的系統(tǒng)會(huì)越來越像一個(gè)“泥潭”，注釋的唯一作用只是使泥潭上方再加一些迷煙瘴氣。
4. 全局變量大量使用，少不了有些變量流連忘返于中斷與主回圈程序之間。這個(gè)時(shí)候如果處理不當(dāng)，系統(tǒng)的bug就是隨機(jī)出現(xiàn)的，無規(guī)律的，這時(shí)候初步顯示出病入膏肓的特征來了，沒有大牛來力挽狂瀾，注定慢性死亡。
無需多言，您已經(jīng)成功得到一個(gè)畸形的系統(tǒng)，它處于一個(gè)神秘的穩(wěn)定狀態(tài)！

本篇文章我不再贅述全局變量，局部變量等基礎(chǔ)知識(shí)，感興趣的可以查看歷史文章。

濫用全局變量示例

?讀到這里，對(duì)于新手們來說可能還沒有意識(shí)到全局變量的危險(xiǎn)性，這里我先拿出來一段不太復(fù)雜的一段代碼：

#include <iostream> #include <string> #include <map> using namespace std;class Monster { private:int npc_id; public:Monster(int npc_id):npc_id(npc_id){cout << "call Monster::Init" << npc_id <<endl;}int NpcID(){return npc_id;}virtual void Stand(){cout << "call Monster::Stand" <<endl; }virtual void Walk(){cout << "call Monster::Walk" <<endl;}virtual int Stop(){cout << "call Monster::Stop" <<endl;}~Monster(){cout << "call ~Monster" <<endl;} };class NPCFactory { public:static NPCFactory& Instance(){cout << "call static NPCFactory" <<endl;static NPCFactory instance;return instance;}~NPCFactory(){cout << "call ~NPCFactory" <<endl;}Monster* Create(int npc_id){map<int,Monster*>::iterator itr = monsters_.find(npc_id);if (itr != monsters_.end()) {return itr->second;}Monster* monster = new Monster(npc_id);monsters_.insert({ {npc_id, monster} });return monster;}bool Release(Monster* monster){if (monster == nullptr){return false;}int npc_id = monster->NpcID();map<int,Monster*>::iterator itr = monsters_.find(npc_id);if (itr == monsters_.end()) {return false;}delete monster;monsters_.erase(npc_id);return true;} private:map<int, Monster*> monsters_; };#define testobj MonsterMgr::Instance() class MonsterMgr { public:virtual ~MonsterMgr(){cout << "call ~MonsterMgr" <<endl;for (auto d : monsters_){NPCFactory::Instance().Release(d.second);}}Monster* Create(const uint32_t& npc_id) {Monster* monster = NPCFactory::Instance().Create(npc_id);monsters_.insert(std::make_pair(npc_id, monster));return monster;}static MonsterMgr& Instance(){cout << "call static MonsterMgr" <<endl;static MonsterMgr npc_mgr;return npc_mgr;} private:std::map<uint32_t, Monster*> monsters_; };int main(){testobj.Create(1000);return 0; }

看了幾遍沒看出來哪里有問題？不妨運(yùn)行看下

沒錯(cuò)，程序崩潰了，提示double free了？為什么？

歸根到底還是全局變量使用的泛濫導(dǎo)致的。

首先我們來分析下：

testobj是一個(gè)靜態(tài)全局變量，在調(diào)用Create方法里，通過NPCFactory的靜態(tài)全局變量工廠方法創(chuàng)建了Monster實(shí)例，因此在出了main函數(shù)之后，先釋放了靜態(tài)全局變量NPCFactory的成員，由于工廠方法沒有正常釋放monsters_的成員，造成了內(nèi)存泄露，實(shí)際上這個(gè)時(shí)候的monsters_里的指針已經(jīng)變成了野指針，緊接著釋放靜態(tài)全局變量testobj，進(jìn)入析構(gòu)MonsterMgr，逐個(gè)釋放Monster指針，注意這里：NPCFactory::Instance().Release(m_monster); 實(shí)際上m_monster已經(jīng)在NPCFactory工廠釋放掉了，成為了野指針，所以在調(diào)用NPCFactory::Instance().Release(m_monster);的時(shí)候就出現(xiàn)了釋放野指針崩潰。

這次相信你可能會(huì)比較謹(jǐn)慎的使用全局變量了，尤其是穿梭在多個(gè)功能里，跟玩“鱗波微步”一樣的瀟灑，豈不知已經(jīng)給后面埋下了地雷。

此時(shí)的系統(tǒng)因?yàn)殡x不開你了，所有“雷區(qū)”只有你了然于心。當(dāng)出現(xiàn)緊急的bug時(shí)，只有你能夠搞定。老板不但不能辭退你，還要給你加薪。
但凡招聘來維護(hù)這個(gè)系統(tǒng)的，除了改出更多的bug外，基本上一個(gè)月內(nèi)就走人，到了外面還宣揚(yáng)這個(gè)公司的軟件質(zhì)量有夠差夠爛。
隨著產(chǎn)品的后續(xù)升級(jí)，幾個(gè)月沒有接觸這個(gè)系統(tǒng)的你會(huì)發(fā)現(xiàn)，很多雷區(qū)你本人也忘記了，于是每次的產(chǎn)品升級(jí)維護(hù)周期越來越長(zhǎng)，因?yàn)樾薷囊粋€(gè)功能會(huì)冒出很多bug，而按下一個(gè)bug，會(huì)彈出其他更多的bug。在這期間，又會(huì)產(chǎn)生更多的全局變量。終于有一天你告訴老板，不行啦不行啦，資源不夠了，內(nèi)存太小了，升級(jí)升級(jí)，某個(gè)庫用的有問題，要換掉！！！

那么有什么對(duì)策？

1. 能不用全局變量盡量不用，我想除了系統(tǒng)狀態(tài)和控制參數(shù)、通信處理和一些需要效率的模塊，其他的基本可以靠合理的軟件分層和編程技巧來解決。
2. 如果不可避免需要用到，那能藏多深就藏多深。

1)如果只有某.c文件用，就static到該文件中，順便把結(jié)構(gòu)體定義也收進(jìn)來；
2)如果只有一個(gè)函數(shù)用，那就static到函數(shù)里面去；
3)如果非要開放出去讓人讀取，那就用函數(shù)return出去，這樣就是只讀屬性了；
4)如果非要遭人蹂躪賦值，好吧，我開放函數(shù)接口讓你傳參賦值；

5)實(shí)在非要extern我，我還可以嚴(yán)格控制包含我.h檔的對(duì)象，而不是放到公共的includes.h中被人圍觀，丟人現(xiàn)眼。
?

繼續(xù)帶著剛才的問題，那么如何解決崩潰問題呢？

兩種方式：

1.如果你的代碼邏輯本身夠復(fù)雜，大動(dòng)干戈，想最小代價(jià)來修復(fù)問題，你可以在NpcFactory析構(gòu)之前，主動(dòng)釋放掉NpcMgr里的一堆指針，新增一個(gè)NpcMgr的Clear方法，用于在main函數(shù)結(jié)束之前主動(dòng)調(diào)用來釋放資源。

class MonsterMgr { public:virtual ~MonsterMgr(){cout << "call ~MonsterMgr" <<endl;Clear();}virtual void Clear(){for (auto d : monsters_){NPCFactory::Instance().Release(d.second);}}Monster* Create(const uint32_t& npc_id) {Monster* monster = NPCFactory::Instance().Create(npc_id);monsters_.insert(std::make_pair(npc_id, monster));return monster;}static MonsterMgr& Instance(){cout << "call static MonsterMgr" <<endl;static MonsterMgr npc_mgr;return npc_mgr;} private:std::map<uint32_t, Monster*> monsters_; };int main(){testobj.Create(1000);testobj.Clear();return 0; }

但是我不建議這樣做，因?yàn)槟銓⒔o其他人帶來麻煩，必須要主動(dòng)顯式調(diào)用Clear方法，如果某一天，有人改動(dòng)了一些Clear的邏輯，你可能仍然面臨加班排查問題的境地。

2.就是重構(gòu)設(shè)計(jì)，盡可能避免全局變量引發(fā)的問題。

其實(shí)你主要要解決的是如何避免在MonsterMgr釋放所有的Monster指針之前已經(jīng)將NPCFactory提前釋放導(dǎo)致monster野指針問題（這里我不討論NPCFactory工廠類的釋放Release存在的問題），因此你可以考慮下讓工廠類作為MonsterMgr的類靜態(tài)成員，通過靜態(tài)類成員來管理monster，這樣，你可以保證在析構(gòu)MonsterMgr釋放所有monster指針之前，工廠類管理的所有monster指針是有效的。

#include <iostream> #include <string> #include <map> using namespace std;class Monster { private:int npc_id; public:Monster(int npc_id):npc_id(npc_id){cout << "call Monster::Init" << npc_id <<endl;}int NpcID(){return npc_id;}virtual void Stand(){cout << "call Monster::Stand" <<endl; }virtual void Walk(){cout << "call Monster::Walk" <<endl;}virtual int Stop(){cout << "call Monster::Stop" <<endl;}~Monster(){cout << "call ~Monster" <<endl;} };class NPCFactory { public:static NPCFactory& Instance(){cout << "call static NPCFactory" <<endl;static NPCFactory instance;return instance;}~NPCFactory(){cout << "call ~NPCFactory" <<endl;}Monster* Create(int npc_id){map<int,Monster*>::iterator itr = monsters_.find(npc_id);if (itr != monsters_.end()) {return itr->second;}Monster* monster = new Monster(npc_id);monsters_.insert({ {npc_id, monster} });return monster;}bool Release(Monster* monster){if (monster == nullptr){return false;}int npc_id = monster->NpcID();map<int,Monster*>::iterator itr = monsters_.find(npc_id);if (itr == monsters_.end()) {return false;}delete monster;monsters_.erase(npc_id);return true;} private:map<int, Monster*> monsters_; };#define testobj MonsterMgr::Instance() class MonsterMgr { public:virtual ~MonsterMgr(){cout << "call ~MonsterMgr" <<endl;for (auto d : monsters_){npc_factory_.Release(d.second);}}Monster* Create(const uint32_t& npc_id) {Monster* monster = npc_factory_.Create(npc_id);monsters_.insert(std::make_pair(npc_id, monster));return monster;}static MonsterMgr& Instance(){cout << "call static MonsterMgr" <<endl;static MonsterMgr npc_mgr;return npc_mgr;} private:std::map<uint32_t, Monster*> monsters_;static NPCFactory& npc_factory_; };NPCFactory& MonsterMgr::npc_factory_ = NPCFactory::Instance();int main(){testobj.Create(1000);return 0; }

再考慮個(gè)問題，如果后邊增加一個(gè)需求模塊，要求這個(gè)模塊也可以管理怪物類Monster，暫且叫NPCMgr，功能和原來的MonsterMgr類似，此時(shí)你覺得應(yīng)該如何設(shè)計(jì)此NPCMgr類，留下來思考時(shí)間給大家。大家可以關(guān)注我的公眾號(hào)“游戲開發(fā)司機(jī)” 來留言回復(fù)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的你担心大家会滥用的全局变量，大家(包括你自己)一定会滥用的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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