Vấn đề mà các biến toàn cục tạo ra cho lập trình viên là nó mở rộng bề mặt khớp nối giữa các thành phần giữa các thành phần khác nhau đang sử dụng các biến toàn cục. Điều này có nghĩa là khi số lượng các thành phần sử dụng biến toàn cục tăng lên, độ phức tạp của các tương tác cũng có thể tăng lên. Sự ghép nối tăng này thường làm cho các khuyết tật dễ dàng xâm nhập vào hệ thống hơn khi thực hiện các thay đổi và cũng làm cho các khiếm khuyết khó chẩn đoán và sửa chữa hơn. Sự kết hợp tăng này cũng có thể làm giảm số lượng tùy chọn khả dụng khi thực hiện thay đổi và nó có thể tăng nỗ lực cần thiết cho các thay đổi vì thường người ta phải theo dõi các mô-đun khác nhau cũng đang sử dụng biến toàn cục để xác định hậu quả của thay đổi.
Mục đích của việc đóng gói , về cơ bản ngược lại với việc sử dụng các biến toàn cục, là giảm khớp nối để giúp hiểu và thay đổi nguồn dễ dàng hơn, an toàn hơn và dễ dàng kiểm tra hơn. Sử dụng thử nghiệm đơn vị sẽ dễ dàng hơn nhiều khi các biến toàn cục không được sử dụng.
Ví dụ: nếu bạn có một biến số nguyên toàn cầu đơn giản đang được sử dụng làm chỉ số liệt kê mà các thành phần khác nhau sử dụng làm máy trạng thái và sau đó bạn thực hiện thay đổi bằng cách thêm trạng thái mới cho một thành phần mới, sau đó bạn phải theo dõi tất cả các trạng thái khác các thành phần để đảm bảo rằng sự thay đổi sẽ không ảnh hưởng đến chúng. Một ví dụ về một vấn đề có thể xảy ra là nếu một switchcâu lệnh kiểm tra giá trị của biến toàn cục liệt kê với các casecâu lệnh cho từng giá trị hiện tại đang được sử dụng ở nhiều nơi và điều đó xảy ra rằng một số switchcâu lệnh không có defaulttrường hợp nào để xử lý một giá trị bất ngờ cho toàn cầu đột nhiên bạn có hành vi không xác định cho đến khi ứng dụng có liên quan.
Mặt khác, việc sử dụng vùng dữ liệu dùng chung có thể được sử dụng để chứa một tập hợp các tham số toàn cục được tham chiếu trong toàn bộ ứng dụng. Cách tiếp cận này thường được sử dụng với các ứng dụng nhúng có dấu chân bộ nhớ nhỏ.
Khi sử dụng các biến toàn cục trong các loại ứng dụng này, trách nhiệm ghi vào vùng dữ liệu được phân bổ cho một thành phần duy nhất và tất cả các thành phần khác nhìn thấy vùng đó constvà đọc từ nó, không bao giờ ghi vào nó. Thực hiện phương pháp này giới hạn các vấn đề có thể phát triển.
Một vài vấn đề từ các biến toàn cầu cần được xử lý
Khi nguồn cho một biến toàn cục như struct được sửa đổi, mọi thứ sử dụng nó phải được biên dịch lại để mọi thứ sử dụng biến đó đều biết kích thước thật và mẫu bộ nhớ của nó.
Nếu có nhiều hơn một thành phần có thể sửa đổi biến toàn cục, bạn có thể gặp sự cố với dữ liệu không nhất quán nằm trong biến toàn cục. Với một ứng dụng đa luồng, có lẽ bạn sẽ cần thêm một số loại khóa hoặc vùng quan trọng để cung cấp một cách để chỉ một luồng tại một thời điểm có thể sửa đổi biến toàn cục và khi một luồng đang sửa đổi biến, mọi thay đổi đã hoàn tất và cam kết trước khi các chủ đề khác có thể truy vấn biến hoặc sửa đổi nó.
Việc gỡ lỗi một ứng dụng đa luồng sử dụng biến toàn cục có thể khó khăn hơn. Bạn có thể chạy vào các điều kiện chủng tộc có thể tạo ra các khiếm khuyết khó tái tạo. Với một số thành phần giao tiếp thông qua một biến toàn cục, đặc biệt là trong một ứng dụng đa luồng, việc có thể biết thành phần nào đang thay đổi biến khi nào và làm thế nào nó thay đổi biến có thể rất khó hiểu.
Tên xung đột có thể là một vấn đề với việc sử dụng các biến toàn cục. Một biến cục bộ có cùng tên với một biến toàn cục có thể ẩn biến toàn cục. Bạn cũng gặp phải vấn đề quy ước đặt tên khi sử dụng ngôn ngữ lập trình C. Một cách giải quyết là phân chia hệ thống thành các hệ thống con với các biến toàn cục cho một hệ thống con cụ thể bắt đầu bằng ba chữ cái đầu tiên (xem phần này để giải quyết xung đột không gian tên trong mục tiêu C ). C ++ cung cấp các không gian tên và với C, bạn có thể giải quyết vấn đề này bằng cách tạo một cấu trúc có thể nhìn thấy toàn cầu với các thành viên là các mục dữ liệu khác nhau và các con trỏ tới dữ liệu và các hàm được cung cấp trong một tệp dưới dạng tĩnh do đó chỉ có thể được tham chiếu qua cấu trúc có thể nhìn thấy trên toàn cầu.
Trong một số trường hợp, ý định ứng dụng ban đầu được thay đổi để các biến toàn cục cung cấp trạng thái cho một luồng được sửa đổi để cho phép một số luồng trùng lặp chạy. Một ví dụ sẽ là một ứng dụng đơn giản được thiết kế cho một người dùng sử dụng các biến toàn cục cho trạng thái và sau đó yêu cầu xuất phát từ quản lý để thêm giao diện REST để cho phép các ứng dụng từ xa hoạt động như người dùng ảo. Vì vậy, bây giờ bạn bắt đầu phải nhân đôi các biến toàn cục và thông tin trạng thái của chúng để người dùng đơn lẻ cũng như từng người dùng ảo từ các ứng dụng từ xa có bộ biến toàn cục duy nhất của riêng họ.
Sử dụng C ++ namespacevà structKỹ thuật cho C
Đối với ngôn ngữ lập trình C ++, lệnh namespacenày là một trợ giúp rất lớn trong việc giảm khả năng xảy ra xung đột tên. namespacecùng với classvà các từ khóa truy cập khác nhau ( private, protectedvà public) cung cấp hầu hết các công cụ cần thiết để biến Encapsulate. Tuy nhiên, ngôn ngữ lập trình C không cung cấp chỉ thị này. Bài đăng stackoverflow này, Không gian tên trong C , cung cấp một số kỹ thuật cho C.
Một kỹ thuật hữu ích là có một vùng dữ liệu lưu trú bộ nhớ duy nhất được xác định là vùng structcó khả năng hiển thị toàn cầu và trong đó structlà các con trỏ tới các biến và hàm toàn cầu khác nhau đang được hiển thị. Các định nghĩa thực tế của các biến toàn cục được đưa ra phạm vi tệp bằng cách sử dụng statictừ khóa. Nếu sau đó bạn sử dụng consttừ khóa để chỉ ra cái nào chỉ đọc, trình biên dịch có thể giúp bạn thực thi quyền truy cập chỉ đọc.
Sử dụng structkỹ thuật cũng có thể gói gọn toàn cầu để nó trở thành một loại gói hoặc thành phần xảy ra là toàn cầu. Bằng cách có một thành phần của loại này, việc quản lý các thay đổi có ảnh hưởng đến toàn cầu và chức năng sử dụng toàn cầu trở nên dễ dàng hơn.
Tuy nhiên, trong khi namespacehoặc structkỹ thuật có thể giúp quản lý xung đột tên, các vấn đề tiềm ẩn của khớp nối giữa các thành phần mà việc sử dụng toàn cầu giới thiệu đặc biệt là trong một ứng dụng đa luồng hiện đại, vẫn tồn tại.