C 語言實現對模塊化支持

除開 C/C++ ，在其它現在流行的開發語言中，缺少標準化的模塊管理機制是很難想象的。但這也是 C 語言本身的設計哲學決定的：把盡可能多的可能性留給程序員。根據實際的系統，實際的需要去定制自己需要的東西。

對于巨型的系統(比如 Windows 這樣的操作系統)，一般會考慮使用一種二進制級的模塊化方案。由模塊自己提供元信息，或是使用統一的管理方案(比如注冊表)。稍小一點的系統(我們通常開發接觸到的)，則會考慮輕量一些的源碼級方案。

首先要考慮的往往是模塊的依賴關系和初始化過程。

依賴關系可以放由鏈接器或加載器來解決。尤其在使用 C 語言時，簡單的靜態庫或動態庫，都不太會引起大的麻煩。

C++ 則不然，C++ 的某些特性(比如模板類靜態成員的構造)必須對早期只供 C 語言使用的鏈接器做一些增強。即使是精心編寫的 C++ 庫，也有可能出現一些意外的 bug 。這些 bug 往往需要對編譯，鏈接，加載過程很深刻的理解，才能查出來。注：我并不想以此來反對使用 C++ 做開發。

我們需要著重管理的，是模塊的初始化過程。

對于打包在一起的一個庫(例如 glibc ，或是 msvcrt )，會在加載時有初始化入口，以及卸載時有結束代碼。我想說的不是這個，而是我們自己內部拆分的更小的模塊的相互依賴關系。

誰先初始化，誰后初始化，這是一個問題。

在 C++ 的語言級解決方案中，使用的是單件模塊。要么由鏈接器決定以怎樣的次序來生成初始化代碼，這，通常會因為依賴關系和實際構造次序不同而導致 bug (注：我在某幾本 C++ 書中都見過，待核實。自己好久不寫 C++ 也沒有實際的錯誤例子);要么使用惰性初始化方案。這個惰性初始化也不是萬能的，并且有些額外的開銷。(多線程環境中尤其需要注意)

我使用 C 語言做初期設計的時候，采用的是一種足夠簡單的方法。就是，以編碼規范來規定，每個模塊必須存在一個初始化函數，有規范的名字。比如 foo 模塊的初始化入口叫

規定：凡使用特定模塊，必須調用模塊初始化函數。

為了避免模塊重復初始化，初始化函數并不直接調用，而是間接的。類似這樣：

mod_using 負責調用初始化函數，并保證不重復調用，也可以檢查循環依賴。

在這里，我們還約定了初始化成功于否的返回值。(在我們的系統中，返回 0 表示正確，1 表示失敗)然后定義了一個宏來做這個使用。

注：我個人反對濫用宏。也盡可能的避免它。這里使用宏，經過了慎重的考慮。我希望可以有一個代碼掃描器去判斷我是否漏掉了模塊初始化(可能我使用了一個模塊，但忘記初始化它)。宏可以幫助代碼掃描分析器更容易實現。而且，使用宏更像是對語言做的輕微且必要的擴展。

這樣，我的系統中模塊模塊的實現代碼最后，都有一個 init 函數，里面只是簡單的調用了 USING 來引用別的模塊。例如：
 

至于模塊的卸載，大部分需求下是不需要的。今天在這里就不論證這一點了。

深圳北大青鳥