上一篇文章帶你玩轉(zhuǎn)Visual Studio——帶你理解微軟的預(yù)編譯頭技術(shù)我們了解了微軟的預(yù)編譯頭技術(shù)，預(yù)編譯的方式讓我們的工程編譯的更加快速；本篇文章將繼續(xù)介紹微軟的另一項(xiàng)技術(shù)，也就是運(yùn)行時(shí)庫(kù)Runtime Library。

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在Windows下進(jìn)行C++的開(kāi)發(fā)，不可避免的要與Windows的底層庫(kù)進(jìn)行交互，然而VS下的一項(xiàng)設(shè)置MT、MTd、MD和MDd卻經(jīng)常讓人搞迷糊，相信不少人都被他坑過(guò)，特別是你工程使用了很多第三庫(kù)的時(shí)候，及容易出現(xiàn)各種鏈接問(wèn)題?？匆幌孪旅孢@個(gè)錯(cuò)誤提示：
LIBCMT.lib(_file.obj) : error LNK2005: ___initstdio already defined in libc.lib(_file.obj)
LIBCMT.lib(_file.obj) : error LNK2005: ___endstdio already defined in libc.lib(_file.obj)

有多少人被這玩意坑過(guò)，被坑過(guò)的請(qǐng)舉腳！哈哈……

既然這里這么容易出問(wèn)題，我們就有必要對(duì)其進(jìn)行深入的了解，知其然且知其所以然才能萬(wàn)事無(wú)懼！

1. 什么是Runtime Library？

Runtime Library就是運(yùn)行時(shí)庫(kù)，也簡(jiǎn)稱CRT(C Run Time Library)。是程序在運(yùn)行時(shí)所需要的庫(kù)文件，通常運(yùn)行時(shí)庫(kù)是以Lib或Dll形式提供的。

Windows下C Runtime Library是微軟對(duì)C標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的實(shí)現(xiàn)，這樣每個(gè)程序可以直接使用C標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的函數(shù)；后來(lái)出現(xiàn)了C++，于是又在C Runtime Library基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了C++ Runtime Library，實(shí)現(xiàn)了對(duì)C++標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的支持。因此現(xiàn)在Windows下的C/C++運(yùn)行時(shí)庫(kù)既包含子C標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，也包含了C++標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)。如果你安裝了VS2010，在安裝目錄下的VC\crt\src下(如我的目錄是C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\crt\src)有運(yùn)行時(shí)庫(kù)(CRT)的源代碼，這里既有C的文件(如output.c、stdio.h等)，也有C++的文件(如iostream、string)。

在C Runtime Library出現(xiàn)之前，許多程序都使用C編寫，而這些程序都要使用標(biāo)準(zhǔn)的C庫(kù)，按照以前的方式每一個(gè)程序最終都要拷貝一份標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)到程序中，這樣同一時(shí)刻內(nèi)存中可能有許多份標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的代碼（一個(gè)程序一份），所以微軟出于效率的考慮把標(biāo)準(zhǔn)C庫(kù)做為動(dòng)態(tài)鏈接來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣多個(gè)程序使用C標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)時(shí)內(nèi)存中就只有一份拷貝了。

確切地說(shuō)運(yùn)行時(shí)庫(kù)指的就是對(duì)這些底層的基礎(chǔ)功能實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)庫(kù)(Dll),運(yùn)行時(shí)庫(kù)和普通的Dll一樣，只有程序用到了它才會(huì)被加載，沒(méi)有程序使用的時(shí)候不會(huì)駐留內(nèi)存的。話雖如此，但有多少系統(tǒng)的東西說(shuō)不定也是用C寫的，這些東西的存在就使C運(yùn)行時(shí)庫(kù)存在于內(nèi)存中了，所以運(yùn)行時(shí)庫(kù)幾乎總是需要的。雖然說(shuō)運(yùn)行時(shí)庫(kù)應(yīng)該是動(dòng)態(tài)庫(kù)，但習(xí)慣上我們把與動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)庫(kù)相同代碼編譯出來(lái)的靜態(tài)庫(kù)也稱為運(yùn)行時(shí)庫(kù)，因此VC++下的運(yùn)行時(shí)庫(kù)有ML、MLd、MT、MTd、MD、MD六種(這個(gè)后面會(huì)講)。

1.1 運(yùn)行時(shí)庫(kù)的主要作用

提供C標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)(如memcpy、printf、malloc等)、C++標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)（STL）的支持。

應(yīng)用程序添加啟動(dòng)函數(shù)，啟動(dòng)函數(shù)的主要功能為將要進(jìn)行的程序初始化，對(duì)全局變量進(jìn)行賦初值，加載用戶程序的入口函數(shù)。

不采用寬字符集的控制臺(tái)程序的入口點(diǎn)為mainCRTStartup(void)。下面我們以該函數(shù)為例來(lái)分析運(yùn)行時(shí)庫(kù)究竟為我們添加了怎樣的入口程序。這個(gè)函數(shù)在crt0.c中被定義，下列的代碼經(jīng)過(guò)了筆者的整理和簡(jiǎn)化：

void mainCRTStartup(void) {int mainret;/*獲得WIN32完整的版本信息*/_osver = GetVersion();_winminor = (_osver >> 8) & 0x00FF ;_winmajor = _osver & 0x00FF ;_winver = (_winmajor << 8) + _winminor;_osver = (_osver >> 16) & 0x00FFFF ;_ioinit(); /* initialize lowio *//* 獲得命令行信息 */_acmdln = (char *) GetCommandLineA();/* 獲得環(huán)境信息 */_aenvptr = (char *) __crtGetEnvironmentStringsA();_setargv(); /* 設(shè)置命令行參數(shù) */_setenvp(); /* 設(shè)置環(huán)境參數(shù) */_cinit(); /* C數(shù)據(jù)初始化：全局變量初始化，就在這里！*/__initenv = _environ;mainret = main( __argc, __argv, _environ ); /*調(diào)用main函數(shù)*/exit( mainret ); }

從以上代碼可知，運(yùn)行庫(kù)在調(diào)用用戶程序的main或WinMain函數(shù)之前，進(jìn)行了一些初始化工作。初始化完成后，接著才調(diào)用了我們編寫的main或WinMain函數(shù)。只有這樣，我們的C語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)庫(kù)和應(yīng)用程序才能正常地工作起來(lái)。

除了crt0.c外，C運(yùn)行時(shí)庫(kù)中還包含wcrt0.c、 wincrt0.c、wwincrt0.c三個(gè)文件用來(lái)提供初始化函數(shù)。wcrt0.c是crt0.c的寬字符集版，wincrt0.c中包含 windows應(yīng)用程序的入口函數(shù)，而wwincrt0.c則是wincrt0.c的寬字符集版。

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2. MT、MTd、MD、MDd、(ML、MLd 已廢棄)的區(qū)別與原理

我們可以在Properties->Configuration Properties->C/C++->Code Generation->Runtime Library中設(shè)置采用的運(yùn)行時(shí)庫(kù)的類型。

Runtime Library

在帶你玩轉(zhuǎn)Visual Studio——帶你發(fā)布自己的工程庫(kù)一文中已經(jīng)詳細(xì)講解了靜態(tài)庫(kù)(Lib)與動(dòng)態(tài)庫(kù)(Dll)的區(qū)別。我們知道編譯出的靜態(tài)庫(kù)只有一個(gè)ProjectName.lib文件，而編譯出的動(dòng)態(tài)庫(kù)有兩個(gè)文件：ProjectName.lib+ProjectName.dll，一個(gè)是導(dǎo)入庫(kù)，一個(gè)動(dòng)態(tài)庫(kù)。

VC++中有六種Runtime Library的類型:

類型簡(jiǎn)稱含義對(duì)應(yīng)的庫(kù)名稱備注

Single-Threaded	/ML	Release版的單線程靜態(tài)庫(kù)	libc.lib	VS2003以后被廢棄
Single-Threaded Debug	/MLd	Debug版的單線程靜態(tài)庫(kù)	libcd.lib	VS2003以后被廢棄
Multi-threaded	/MT	Release版的多線程靜態(tài)庫(kù)	libcmt.lib
Multi-threaded Debug	/MTd	Debug版的多線程靜態(tài)庫(kù)	libcmtd.lib
Multi-threaded DLL	/MD	Release版的多線程動(dòng)態(tài)庫(kù)	msvcrt.lib+msvcrtxx.dll
Multi-threaded DLL Debug	MDd	Debug版的多線程動(dòng)態(tài)庫(kù)	msvcrtd.lib+msvcrtxxd.dll

你可以在VS的安裝目錄下找到這些庫(kù)文件，如我的VS2010安裝在C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 10.0，則可以在C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\lib\和C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\lib\amd64\中分別找到對(duì)應(yīng)32位和64位的libcmt.lib、libcmtd.lib、msvcrt.lib、msvcrtd.lib庫(kù)。libc.lib和libcd.lib由于在VS2005就已經(jīng)廢棄了，所以在這肯定找不到。

通過(guò)上面的表格你會(huì)發(fā)現(xiàn)，多線程的動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)庫(kù)是|msvcrt.lib+msvcrtxx.dll，之所以是msvcrtxx.dll是因?yàn)槊恳粋€(gè)版本的VS使用的庫(kù)名稱還不一樣。而且還不止包含一個(gè)庫(kù)，除了主要的MSVCRT庫(kù)外，還有MSVCPRT、MSVCIRT庫(kù)。它們之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：

導(dǎo)入庫(kù)MSVCRT.LIBMSVCRTD.LIBMSVCPRT.LIBMSVCPRTD.LIBMSVCIRT.LIBMSVCIRTD.LIB

Visual C++ 5.0	MSVCRT.DLL	MSVCRTD.DLL	MSVCP5.DLL	MSVCP5D.DLL	MSVCIRT.DLL	MSVCIRTD.DLL
Visual C++ 6.0	MSVCRT.DLL	MSVCRTD.DLL	MSVCP6.DLL	MSVCP6D.DLL	MSVCIRT.DLL	MSVCIRTD.DLL
Visual C++ .NET 2002	MSVCR70.DLL	MSVCR70D.DLL	MSVCP70.DLL	MSVCP70D.DLL
Visual C++ .NET 2003	MSVCR71.DLL	MSVCR71D.DLL	MSVCP71.DLL	MSVCP71D.DLL
Visual C++ 2005	MSVCR80.DLL	MSVCR80D.DLL	MSVCP80.DLL	MSVCP80D.DLL
Visual C++ 2008	MSVCR90.DLL	MSVCR90.DLL	MSVCP90.DLL	MSVCP90D.DLL
Visual C++ 2010	MSVCR100.DLL	MSVCR100D.DLL	MSVCP100.DLL	MSVCP100D.DLL

參考閱讀：https://support.microsoft.com/en-us/kb/154753

在你的VS安裝目錄下(如C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\redist\x64\Microsoft.VC100.CRT)，及系統(tǒng)目錄C:\Windows\System32、C:\Windows\SysWOW64下都能找到對(duì)應(yīng)的.dll庫(kù)。

很多的軟件在發(fā)布自己的產(chǎn)品時(shí)也都會(huì)帶上這些DLL(防止用戶的操作系統(tǒng)沒(méi)有安裝VS，或在系統(tǒng)目錄下找不到對(duì)應(yīng)的DLL)，如我電腦上的百度影音安裝目錄下就有MSVCR71.DLL(C:\Program Files (x86)\baidu\BaiduPlayer\4.1.2.286\MSVCR71.DLL)，WPS的安裝目錄下有msvcr100.dll(C:\Program Files (x86)\WPS Office\9.1.0.5132\wtoolex\msvcr100.dll)和msvcp100.dll(C:\Program Files (x86)\WPS Office\9.1.0.5132\wtoolex\msvcp100.dll)

(1). 靜態(tài)鏈接的單線程庫(kù)
靜態(tài)鏈接的單線程庫(kù)只能用于單線程的應(yīng)用程序， C 運(yùn)行時(shí)庫(kù)的目標(biāo)代碼最終被編譯在應(yīng)用程序的二進(jìn)制文件中。通過(guò) /ML 編譯選項(xiàng)可以設(shè)置 Visual C++ 使用靜態(tài)鏈接的單線
程庫(kù)。
(2). 靜態(tài)鏈接的多線程庫(kù)
靜態(tài)鏈接的多線程庫(kù)的目標(biāo)代碼也最終被編譯在應(yīng)用程序的二進(jìn)制文件中，但是它可以在多線程程序中使用。通過(guò) /MT 編譯選項(xiàng)可以設(shè)置 Visual C++ 使用靜態(tài)鏈接的多線程庫(kù)。
該選項(xiàng)生成的可執(zhí)行文件運(yùn)行時(shí)不需要運(yùn)行時(shí)庫(kù)dll的參加，會(huì)獲得輕微的性能提升，但最終生成的二進(jìn)制代碼因鏈入龐大的運(yùn)行時(shí)庫(kù)實(shí)現(xiàn)而變得非常臃腫。當(dāng)某項(xiàng)目以靜態(tài)鏈接庫(kù)的形式嵌入到多個(gè)項(xiàng)目，則可能造成運(yùn)行時(shí)庫(kù)的內(nèi)存管理有多份，最終將導(dǎo)致致命的“Invalid Address specified to RtlValidateHeap”問(wèn)題。
(3). 動(dòng)態(tài)鏈接的運(yùn)行時(shí)庫(kù)
動(dòng)態(tài)鏈接的運(yùn)行時(shí)庫(kù)將所有的 C 庫(kù)函數(shù)保存在一個(gè)單獨(dú)的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù) MSVCRTxx.DLL 中， MSVCRTxx.DLL 處理了多線程問(wèn)題。使用 /MD 編譯選項(xiàng)可以設(shè)置 Visual C++ 使用動(dòng)態(tài)。
鏈接時(shí)將按照傳統(tǒng)VC鏈接dll的方式將運(yùn)行時(shí)庫(kù)MSVCRxx.DLL的導(dǎo)入庫(kù)MSVCRT.lib鏈接，在運(yùn)行時(shí)要求安裝了相應(yīng)版本的VC運(yùn)行時(shí)庫(kù)可再發(fā)行組件包（當(dāng)然把這些運(yùn)行時(shí)庫(kù)dll放在應(yīng)用程序目錄下也是可以的）。 因/MD和/MDd方式不會(huì)將運(yùn)行時(shí)庫(kù)鏈接到可執(zhí)行文件內(nèi)部，可有效減少可執(zhí)行文件尺寸。當(dāng)多項(xiàng)目以MD方式運(yùn)作時(shí)，其內(nèi)部會(huì)采用同一個(gè)堆，內(nèi)存管理將被簡(jiǎn)化，跨模塊內(nèi)存管理問(wèn)題也能得到緩解。

/MDd 、 /MLd 或 /MTd 選項(xiàng)使用 Debug runtime library( 調(diào)試版本的運(yùn)行時(shí)刻函數(shù)庫(kù) ) ，與 /MD 、 /ML 或 /MT 分別對(duì)應(yīng)。 Debug 版本的 Runtime Library 包含了調(diào)試信息，并采用了一些保護(hù)機(jī)制以幫助發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，加強(qiáng)了對(duì)錯(cuò)誤的檢測(cè)，因此在運(yùn)行性能方面比不上 Release 版本。

結(jié)論：/MD和/MDd將是潮流所趨，/ML和/MLd方式請(qǐng)及時(shí)放棄，/MT和/MTd在非必要時(shí)最好也不要采用了。

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3. 如何避免這種錯(cuò)誤

3.1. /MD和/MDd將是潮流所趨,/ML和/MLd方式請(qǐng)及時(shí)放棄,/MT和/MTd在非必要時(shí)最好也不要采用了。盡量使用/MD、/MDd這種方式，除非有某些特殊的需要,如希望編譯出來(lái)的.exe可執(zhí)行文件不需要依賴運(yùn)行時(shí)庫(kù)的.dll；
2. 在多工程開(kāi)發(fā)時(shí)，所有的工程使用同一種運(yùn)行時(shí)庫(kù)。如Utils的Solution下有兩個(gè)Project：Utils和UsingUtils，UsingUtils工程要使用Utils工程編譯出來(lái)的庫(kù)。如果Utils使用了/MDd的方式，UsingUtils也要使用/MDd的方式，否則會(huì)報(bào)鏈接錯(cuò)誤。
如果Utils使用MTd的方式，而UsingUtils使用/MDd的方式，則會(huì)出現(xiàn)重定義的錯(cuò)誤，如：

1>LIBCMTD.lib(setlocal.obj) : error LNK2005: __configthreadlocale already defined in MSVCRTD.lib(MSVCR100D.dll) 1>LIBCMTD.lib(dbgheap.obj) : error LNK2005: __free_dbg already defined in MSVCRTD.lib(MSVCR100D.dll) 1>LIBCMTD.lib(dbgheap.obj) : error LNK2005: __CrtSetCheckCount already defined in MSVCRTD.lib(MSVCR100D.dll)

這是因?yàn)閁tils使用MTd的方式，包含了libcmtd.lib庫(kù)；而UsingUtils使用/MDd的方式，要包含msvcrtd.lib+msvcrtxxd.dll。libcmtd.lib和msvcrtd.lib是用相同代碼編譯的，一個(gè)是靜態(tài)庫(kù)，一個(gè)動(dòng)態(tài)庫(kù)的導(dǎo)入庫(kù)，同時(shí)包含libcmtd.lib和msvcrtd.lib肯定就對(duì)相同的函數(shù)進(jìn)行了重復(fù)的定義。

以Release方式進(jìn)行編譯時(shí)使用Release的庫(kù)，使用Debug的方式編譯時(shí)使用Debug的庫(kù)。如編譯Release版本的UsingUtils時(shí)，要使用Release方式編譯出來(lái)的Utils庫(kù)，編譯Debug版本的UsingUtils時(shí)，要使用Debug方式編譯出來(lái)的庫(kù)。

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4. 歷史發(fā)展的角度講解運(yùn)行時(shí)庫(kù)

4.1 從操作系統(tǒng)的角度出發(fā)

我們知道操作系統(tǒng)一般是用C寫的(因?yàn)槟菚r(shí)還沒(méi)有C++，C已經(jīng)算是最高級(jí)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言了)，不管是Linux/Unix還是Windows底層都是大量的C代碼。在開(kāi)發(fā)操作系統(tǒng)及相應(yīng)的應(yīng)用程序時(shí)，很多的程序都會(huì)用到相同基礎(chǔ)功能的函數(shù)庫(kù)。為了方便開(kāi)發(fā)就把經(jīng)常用到的底層的基礎(chǔ)函數(shù)封閉成庫(kù)(不然你每寫一個(gè)程序都要把這基礎(chǔ)功能實(shí)現(xiàn)的源代碼拷貝一份到自己的工程，或自己再實(shí)現(xiàn)一次)，于是就有了C運(yùn)行時(shí)庫(kù)(C Runtime Library)，也就是靜態(tài)庫(kù)libc.lib(Release版)、libcd.lib(Debug版)。

因?yàn)樵缙诘牟僮飨到y(tǒng)和程序都相應(yīng)簡(jiǎn)單，用戶的需求也不高，那時(shí)的操作系統(tǒng)還沒(méi)有多任務(wù)、多線程的概念。所以libc.lib、libcd.lib當(dāng)然只能支持單線程的程序，而無(wú)法支持多線程的程序，因此這個(gè)運(yùn)行時(shí)庫(kù)叫Single-Threaded(/ML)的方式。

后來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)的普及和發(fā)展，計(jì)算機(jī)要完成的任務(wù)越來(lái)越多，人們對(duì)時(shí)間和性能的要求也越來(lái)越高，為滿足這些需求，操作系統(tǒng)就有了多任務(wù)的概念，也有了多線程的技術(shù)。而之前的運(yùn)行時(shí)庫(kù)libc.lib、libcd.lib只能用于單線程，已經(jīng)無(wú)法滿足很多程序的需要，于是多線程的運(yùn)行時(shí)庫(kù)也就應(yīng)運(yùn)而生，這就是libcmt.lib、libcmtd.lib，也就是/MT、/MTd的方式。

/MT、/MTd解決了多線程的問(wèn)題，但隨著程序的越來(lái)越復(fù)雜，一個(gè)程序可能會(huì)用到多個(gè)其他程序的庫(kù)，多個(gè)程序可能會(huì)用到相同的庫(kù)，在內(nèi)存中會(huì)保存多份的相同的靜態(tài)庫(kù)。假設(shè)A程序使用了C.lib，B程序也使用了C.lib，A、B程序同時(shí)運(yùn)行時(shí)，在內(nèi)存中就會(huì)同時(shí)存在兩份C.lib。

靜態(tài)庫(kù)在內(nèi)存中的呈現(xiàn)方式
為了解決這個(gè)問(wèn)題，就產(chǎn)生了動(dòng)態(tài)庫(kù)的技術(shù)。于是就有了動(dòng)態(tài)的運(yùn)行時(shí)庫(kù)Multi-threaded DLL(/MD)、Multi-threaded DLL Debug(/MDd)。多個(gè)程序使用同一個(gè)動(dòng)態(tài)庫(kù)，在內(nèi)存中只會(huì)有一份，效果圖如下

動(dòng)態(tài)庫(kù)在內(nèi)存中的呈現(xiàn)方式

4.2 從語(yǔ)言的角度

我們都知道，先有了C語(yǔ)言，后來(lái)才在C的基礎(chǔ)上發(fā)展出了C++語(yǔ)言，而C++又對(duì)C兼容，相當(dāng)是C的一個(gè)超集。
一開(kāi)始的運(yùn)行時(shí)庫(kù)，只是C的運(yùn)行時(shí)庫(kù)(C Runtime Library)，包含了對(duì)C標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)的實(shí)現(xiàn)。后來(lái)隨著C++的產(chǎn)生，又把C++程序運(yùn)行時(shí)要用的底層基礎(chǔ)庫(kù)加了進(jìn)去，就有了C/C++的運(yùn)行時(shí)庫(kù)(C/C++ Runtime Library)，這時(shí)的運(yùn)行時(shí)庫(kù)既包含了標(biāo)準(zhǔn)C函數(shù)的實(shí)現(xiàn)，也包含了C++ STL的實(shí)現(xiàn)。

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上一篇回顧：
帶你玩轉(zhuǎn)Visual Studio——帶你理解微軟的預(yù)編譯頭技術(shù)

下一篇要講述的內(nèi)容：
帶你玩轉(zhuǎn)Visual Studio——帶你理解多字節(jié)編碼與Unicode碼

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(本文未完，明日繼續(xù))

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的带你玩转Visual Studio——带你跳出坑爹的Runtime Library坑的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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