Sigslot 是一个小巧,却十分易用的开源C++信号插槽库。如果不想使用boost的signals库,Sigslot也不失为一个不错的选择,作者是Sarah Thompson,你可以通过sarah@telergy.com与他取得联系,相关文档在 http://sigslot.sourceforge.net/
关于Sigslot的使用方法本文不再赘述,它的简单易用就已无需要太多的说明。在此对其代码结构进行一下大体的分析总结。
首先看下代码注释中 Quick documentation的简单描述:
【SIGSLOT_PURE_ISO】:
强制设定其为ISO C++编译器,并关闭所有的操作系统提供的线程安全的支持。
【SIGSLOT_USE_POSIX_THREADS】:
当使用gcc以外的编译器,而编译器支持Posix线程时,强制使用Posix线程支持。
(gcc时该项是默认开启的,如果需要可以使用SIG_PURE_ISO关闭该项)
【SIGSLOT_DEFAULT_MT_POLICY】:
当启用多线程支持时,默认项为全局多线程(multi_threaded_global)。否则默认项为单线程
(single_threaded)。如果想更改默认,你需要自己定义该项。在纯ISO模式中,single_threaded以外的
内容都会触发编译错误。
关于操作系统的说明:
Win32:
Win32系统中,必须定义WIN32宏。大多数主流的编译器会默认定义该宏,但是你当你的编译环境并不是很
标准的时候,必须有你自己定义。以便于Win32线程支持部分被编译并自动启动。
Unix/Linux/BSD,etc:
如果你正在使用gcc,则默认Posix线程是可用的,所以会自动使用Posix线程部分代码。使用
SIGLOT_PURE_ISO可以关闭这个默认项(在Windows中)。如果你gcc以外的编译器,但是仍然想使用 Posix线程部分的代码,
你必须#define SIGSLOT_USE_POSIX_THREADS
ISO C++:
如果处于不支持多线程的操作系中,或者定义了SIGSLOT_PURE_ISO宏时,所有多线程支持就被关闭,连
同可能在会纯ISO C++环境中会引发任何编译器警告的代码也不会被使用。我会在你提出疑问前,直接告诉
你gcc -ansi -pedantic选项不会成功编译,但是gcc -ansi没有问题。Pedantic选项似乎会引发大量的
奇怪错误。如果你想研究这个问题,请联系作者。
关于线程模型:
single_threaded:
由于signal/slot的使用方式,程序设定为了单线程模型(例如所有的信号对象和槽对象都是有一个单线程
创建和销毁的)没有定义相关保证对象销毁一致性的行为(例如:会得到对已销毁对象使用的错误或者触发内存异常)
multi_threaded_global:
程序设定多线程模型。使用信号和插槽的对象能够被任一线程安全的创建和销毁,甚至发生在信号和插槽的
连接已经建立的情况中。multi_threaded_global模型,依靠唯一的全局的互斥体实现线程安全(实际上
windows中是使用临界区因为性能更好)。该模型使用少量的系统资源,但是导致更多产生资源竞争的机
会,或许,因此产生更多的设备上下文切换是无法避免的。
multi_threaded_local:
该模型的机制本质上跟multi_threaded_global是没有太大区别的,除了各个信号和对象都各自继承自
has_slots,他们都具备各自的互斥体/临界区部分。实际上,
这意味着互斥体冲突的状况(因此产生的设备
上下文切换)只会在最必要的时候才会发生。无论如何在某些操作系统中,创建大量的互斥体会减慢整个操
作系统的运行速度,所以使用该模型最好谨而为之。
#if defined(SIGSLOT_PURE_ISO) || (!defined(WIN32) && !defined(__GNUG__) && !defined(SIGSLOT_USE_POSIX_THREADS))
# define _SIGSLOT_SINGLE_THREADED //单线程模型
#elif defined(WIN32)
# define _SIGSLOT_HAS_WIN32_THREADS //WIN32多线程模型
# include <windows.h>
#elif defined(__GNUG__) || defined(SIGSLOT_USE_POSIX_THREADS)
# define _SIGSLOT_HAS_POSIX_THREADS //POSIX多线程模型
# include <pthread.h>
#else
# define _SIGSLOT_SINGLE_THREADED //单线程模型
#endif
#ifndef SIGSLOT_DEFAULT_MT_POLICY //默认多线程模型策略
# ifdef _SIGSLOT_SINGLE_THREADED //如果强制指定为单线程模型则默认策略为单线程
# define SIGSLOT_DEFAULT_MT_POLICY single_threaded
# else
# define SIGSLOT_DEFAULT_MT_POLICY multi_threaded_local //否则默认策略为local多线程模型
# endif
#endif
对于
单线程模型single_threaded,lock(),unlock()保留为空函数。
多线程模型中 针对_SIGSLOT_HAS_WIN32_THREADS和_SIGSLOT_HAS_POSIX_THREAD 开关,对应了Win32和Posix两个系统平台,因为不同平台使用不同的线程同步对象,所以分别实现两类平台下的两种 multi_threaded_global、multi_threaded_local版本。在Posix中使用了
pthread_mutex_t作为线程同步对象,Win32中使用
CRITICAL_SECTION作为线程同步对象。
我们可以看到在所有的模板类中都有一个mt_policy模板参数,有意思的是
template<class mt_policy = SIGSLOT_DEFAULT_MT_POLICY>这并不是多此一举,若将mt_policy直接替换为SIGSLOT_DEFAULT_MT_POLICY,不仅代码变得凌乱丑陋,代码而且维护性也会大大降低。
锁对象:
lock_block模板类,最终根据实例化的模板类使用相应的线程模型和同步对象,只需要将该类实例化到需要的位置即实现了线程同步功能,这是比较规范并简单有效的方法。
template<class mt_policy>
class lock_block
{
public:
mt_policy *m_mutex;
lock_block(mt_policy *mtx) : m_mutex(mtx)
{
m_mutex->lock();
}
~lock_block()
{
m_mutex->unlock();
}
};
mt_policy被指定为SIGSLOT_DEFAULT_MT_POLICY宏,同时也作为一个强制指定为单线程模型的开关。
连接对象 _connection0 ... _connection8:
_connection0<dest_type,mt_policy>...
_connection8<dest_type,arg1_type...arg8_type,mt_policy>
是接口:
_connection_base0<mt_policy> ...
_connection_base8<arg1_type,...arg8_type,mt_policy>的实现类,其中:
clone():
使用默认拷贝构造函数返回一个新的_connection_baseN对象指针。
duplicate(sigslot::has_slots<mt_policy> *pnewdest):
返回一个新的目标对象为pnewdest的_connection_baseN对象指针。
emit(arg0_type a0..argN_type aN):
触发_connection_baseN中目标对象中指定的函数指针。
getdest(void)const:
返回目标对象指针。
插槽has_slots<mt_policy>:
类has_slots<mt_policy>为所有具备插槽对象的基类,也就是说,任何想接收信号,并将信号连接到处理函数(插槽)的对象都必须继承自has_slots类。
private:
typedef typename std::set<_signal_base<mt_policy> *> sender_set;
typedef typename sender_set::const_iterator const_iterator;
sender_set m_senders;
senders 为 _signal_base<mt_policy> 接口指针容器,用于维护一系列signal0..signal8实例。
signal_disconnect和signal_connect成员函数用于管理_signal_base<mt_policy>指针列表m_senders的插入与删除(最终由信号对象signalN的
connect(desttyp *pclass,void(desttype::*pmemfun)() 函数直接使用。)。实际上即使对信号与插槽的维护。
信号对象 Signal0 ... Signal8 :以带一个参数的信号对象为例:
signal1<arg1_type,mt_policy>的
emit(arg1_type a1) 与 重载运算符
operator ()(arg1_type a1)功能是一致的。都是遍历父类成员
m_connected_slots中的_connection_base1<arg1_type, mt_policy>指针元素,逐一的调用_connection_base1中的
emit(a1)函数最终使目标函数被调用。
函数
connect()生成模板参数的目标对象和目标函数指针,并将该新连接加入到已连接的列表
m_connected_slots中。最后使用has_slots的signal_connect函数,将signal1信号对象加入到has_slots的
m_senders列表中。代码如下:
template<class desttype>
void connect(desttype* pclass, void (desttype::*pmemfun)(arg1_type))
{
lock_block<mt_policy> lock(this);
_connection1<desttype, arg1_type, mt_policy>* conn =
new _connection1<desttype, arg1_type, mt_policy>(pclass, pmemfun);
m_connected_slots.push_back(conn);
pclass->signal_connect(this);
}