Глобальная переменная в программировании

В программировании, глобальная переменная (англ. global variable) - переменная, которая доступна в любой области видимости, за исключением перекрытия ее другой переменной с тем же именем. Механизм взаимодействия с глобальными переменными называется механизмом глобальной среды. Парадигма глобальной среды противопоставляется парадигме местной среды, согласно которой все переменные местные без использования общей памяти (т.е. все взаимодействия должны происходить через обмен сообщениями).

Такие переменные считаются плохим стилем именно через свою повсеместность: глобальная переменная может быть изменена в любое время, (за исключением размещения в защищенной памяти) и любая часть памяти может зависеть от нее. Таким образом, глобальные переменные имеют неограниченный потенциал для создания взаимных зависимостей, которые создают дополнительную сложность. Однако, изредка, особенно в маленьких программах, использование глобальных переменных может быть удовлетворительным вариантом. Например, во избежание постоянной передачи часто используемых переменных через несколько функций.

Глобальные переменные широко используются для передачи информации между различными частями кода, которые не вызывают друг друга, такими как конкурентные потоки или обработчики сигналов. Без правильной блокировки доступа, например с помощью семафора, код с использованием глобальных переменных не будет поточно безопасным, за исключением переменных только для чтения расположенных в защищенной области памяти. С увеличением количества переменных и, соответственно, блокировок увеличиваются вероятность взаимных блокировок.

Почему нужно избегать глобальных переменных, когда это возможно

1. Глобальные переменные могут быть изменены в любой точке программы, что затрудняет вспомнить, где именно они могут варьироваться.
2. Неявное сцепление - программы со многими глобальными переменными часто имеют плотное сцепление между этими переменными, а также между этими переменными и функциями. Группировка связанных элементов в сцепленные блоки, как правило, приводит к улучшению программ.
3. Вопрос конкурентности - если глобальные переменные могут быть доступны из нескольких нитей исполнения, синхронизация становится необходимой, хотя и часто пренебрегается. Динамическая компоновка модулей с глобальными переменными может в итоге выдать опасную систему даже, если все отдельные части были хорошо протестированы во многих средах.
4. Загромождение пространства имен - глобальные переменные доступны отовсюду. Вы можете неожиданно использовать глобальную переменную, хотя пытались изменить местную переменную. Также, если вы попробуете скомпоновать вместе модули, которые имеют одинаковое имя глобальной переменной, вы можете получить либо ошибку от компоновщика, или компоновщик просто будет считать, что существует только одна переменная с таким именем.