编写安全代码：不要在头文件中定义变量

作者：[e-mail]
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今天这个主题很简单。但是这么一个初级问题，居然真正发生在我的周围。

前几天帮助同事检查一个问题。他这样描述该现象：他定义了一个全局变量，然后调用一个函数F修改了该全局变量，但是退出函数时该全局变量的值又被改了。我到他的调试环境中，先查看了一下现象。问题重现了。—— 我一直认为，所有能够重现的问题都不是问题。只要能够重现，就一定可以修正。

对于这一问题，我的第一反应是竞争引起的。于是我首先使用GDB的set scheduler-locking on，保证其它线程处于停止状态，避免竞争。又试了一次，问题还是存在。在函数退出的时候，打印了一下当时的值。然后退出，再次打印，发现其值变为了初始值。感觉确实有点奇怪。于是看了看他的代码，一看该全局变量定义在头文件中static int g_variable = 0。看到这里，尽管我不知道其它代码是怎么写的。我就想到了问题的原因。这里的全局变量g_variable肯定有两份。函数F和调用者一定在不同的文件中，它们都include了这个头文件。结果在函数F中修改了一个g_variable，而调用者中使用和查看的是另一个g_variable。解决方法是，去一个c文件中定义这个全局变量，然后到头文件中声明。

虽然我很快的解决了这个问题。但是我却想，这个问题真的是一个很初级的问题。而我这位同事已经是一名senior的开发人员了。为什么还会犯这种错误呢？这里我对事不对人。主要的原因还是对于编程的基础没有理解。头文件中不要定义全局变量，看似是一条死的规则。其实只要真正领会什么是头文件，头文件是如何include到.c源文件中的。这条规则根本不需要记忆，而是一种理解。这样会自然的就会写出正确的代码，而不会犯这样的错误。

说到这里，简单说一下头文件的知识。头文件的作用，主要是用于声明变量，函数等等，然后可以被多个源文件引用。其实我认为其根本目的，一是为了代码的整齐，更重要是为了消除重复的代码。因为多个源文件都要相同的声明，这时就可以用一行include 头文件来解决。而include，在预编译阶段，实际上是将头文件中所有的代码都插入到include的位置。真正理解了这个过程，肯定不会犯本文中的这个错误。