Qt的QObject
1.试验代码:
#include <QApplication> #include <QtCore> #include <QtGui> int main(int argc, char *argv[])
{ QApplication app(argc, argv); int size = sizeof(QObject);
QPushButton* quit = new QPushButton("Quit");
delete quit; return app.exec();
} QObject是Qt类体系的唯一基类,就象MFC中的CObject和Dephi中的TObject,是Qt各种功能的源头活水,因此Qt源码分析的第一节就放在这个QObject上 int size = sizeof(QObject); QObject的大小是8,除了虚函数表指针需要的4个字节以外,另外的4个字节是: QObjectData *d_ptr; QObject中的数据被封装在QObjectData类中了,为什么要封装数据呢? 原因是Qt中有一个很重要的设计模式就是句柄实体模式,也就是以QObject为基类的类一般都是句柄类,一般只有一个指针指向一个实体类,在实体类中保存全部的数据 而且一般情况下这个指针还是私有的,方便以后修改句柄类的实现细节 因此,也可以说和句柄类继承关系平行的也有一套实体类派生体系,因此,准确的说,Qt的基类其实有两个,一个是QObject,这是句柄类的唯一基类,另一个是QObjectData,这是实体 类的基类 QObjectData类定义如下:
class QObjectData { public: virtual ~QObjectData() = 0; QObject *q_ptr; QObject *parent; QObjectList children; uint isWidget : 1;
uint pendTimer : 1; uint blockSig : 1; uint wasDeleted : 1; uint ownObjectName : 1; uint sendChildEvents : 1; uint receiveChildEvents : 1; uint unused : 25; int postedEvents; #ifdef QT3_SUPPORT int postedChildInsertedEvents; #else int reserved; #endif }; QObject *q_ptr; 这个指针指向实体类对应的句柄类,这和上面的代码 QObjectData *d_ptr; 遥相呼应,使得句柄类和实体类可以双向的引用,为什么是这样的命名方式呢?可能q指的是Qt接口类,d指的是Data数据类,这当然是猜测了,但是或许可以方便你记忆,在Qt中, 这两个指针名字是非常重要的,必须记住 但是仅仅如此还是不容易使用这两个指针,因为它们都是基类的类型,难道每次使用都要类型转换吗?为了简单起见,Qt在这里声明了两个宏
#define Q_DECLARE_PRIVATE(Class) \
inline Class##Private* d_func() { return reinterpret_cast<Class##Private *>(d_ptr); } \ inline const Class##Private* d_func() const { return reinterpret_cast<const Class##Private *>(d_ptr); } \ friend class Class##Private; #define Q_DECLARE_PUBLIC(Class) \
inline Class* q_func() { return static_cast<Class *>(q_ptr); } \ inline const Class* q_func() const { return static_cast<const Class *>(q_ptr); } \ friend class Class; 只要在类的头文件中使用这两个宏,就可以通过函数直接得到实体类和句柄类的实际类型了,而且这里还声明了友元,使得数据类和句柄类连访问权限也不用顾忌了 而且为了cpp文件中调用的方便,更是直接声明了以下两个宏
#define Q_D(Class) Class##Private * const d = d_func() #define Q_Q(Class) Class * const q = q_func() 好了,使用起来倒是方便了,但是以后局部变量可千万不能声明为d和q了 这里的d_func和q_func函数是非常常用的函数,可以理解为一个是得到数据类,一个是得到Qt接口类
QObject *parent;
这里指向QObject的父类 QObjectList children; 这里指向QObject相关的子类列表 这确实是个大胆的设计,如果系统中产生了1000000个QObject实例(对于大的系统,这个数字很容易达到吧),每个QObject子类平均下来是100(这个数字可能大了), 光这些指针的开销就有1000000*100*4=400M,是够恐怖的,如果我们必须在灵活性和运行开销之间做一个选择的话,无疑Qt选择了前者,对此我也很难评论其中的优劣, 还是祈求越来越强的硬件水平和Qt这么多年来得到的赫赫威名保佑我们根本就没有这个问题吧,呵呵 总之,Qt确实在内存中保存了所有类实例的树型结构 uint isWidget : 1;
uint pendTimer : 1; uint blockSig : 1; uint wasDeleted : 1; uint ownObjectName : 1; uint sendChildEvents : 1; uint receiveChildEvents : 1; uint unused : 25; 这些代码就简单了,主要是一些标记位,为了节省内存开销,这里采用了位域的语法,还保留了25位为unused,留做以后的扩充 #ifdef QT3_SUPPORT int postedChildInsertedEvents; #else int reserved; #endif 这里或许是为了兼容Qt3下序列化的数据吧,即使没有定义QT3_SUPPORT,还是保留了一个数据reserved,以保证整个QObjectData的大小不变 具体看一个例子吧,对这种句柄实体模式加深认识,这就是Qt中的按钮类QPushButton
QPushButton的句柄类派生关系是: QObject QWidget QAbstractButton QPushButton QPushButton的实体类派生关系是: QObjectData QObjectPrivate QWidgetPrivate QAbstractButtonPrivate QPushButtonPrivate 可以看出,这里确实是一个平行体系,只不过实体类派生关系中多了一个QObjectPrivate,这个类封装了线程处理,信号和槽机制等具体的实现,可以说它才是Qt实体类中
真正起作用的基类,而QObjectData不过是一层浅浅的数据封装而已 先不忙了解QObjectPrivate类中的接口和实现,我们先看看在Qt中,句柄类和实体类这两条体系是如何构造的?
QPushButton* quit = new QPushButton("Quit"); 创建一个Qt的按钮,简简单单一行代码,其实背后大有玄机 QPushButton::QPushButton(const QString &text, QWidget *parent) : QAbstractButton(*new QPushButtonPrivate, parent) 首先QPushButton的构造函数中调用了QAbstractButton的构造函数,同时马上new出来一个QPushButtonPrivate实体类,然后把指针转换为引用传递给QAbstractButton QAbstractButton::QAbstractButton(QAbstractButtonPrivate &dd, QWidget *parent)
: QWidget(dd, parent, 0) QAbstractButton的构造函数中继续调用基类QWidget的构造函数,同时把QPushButtonPrivate实体类指针继续传给基类 QWidget::QWidget(QWidgetPrivate &dd, QWidget* parent, Qt::WFlags f)
: QObject(dd, ((parent && (parent->windowType() == Qt::Desktop)) ? 0 : parent)), QPaintDevice() QWidget继续坐着同样的事情 QObject::QObject(QObjectPrivate &dd, QObject *parent)
: d_ptr(&dd) 终于到了基类QObject,这里就直接把QPushButtonPrivate的指针赋值给了d_ptr(还记得这个变量名称吧) 最终在QPushButton构造时同时产生的new QPushButtonPrivate被写到了QObject中的d_ptr中
QObject::QObject(QObjectPrivate &dd, QObject *parent)
: d_ptr(&dd) { Q_D(QObject); ::qt_addObject(d_ptr->q_ptr = this); QThread *currentThread = QThread::currentThread(); d->thread = currentThread ? QThreadData::get(currentThread)->id : -1; Q_ASSERT_X(!parent || parent->d_func()->thread == d->thread, "QObject::QObject()", "Cannot create children for a parent that is in a different thread."); if (parent && parent->d_func()->thread != d->thread) parent = 0; if (d->isWidget) { if (parent) { d->parent = parent; d->parent->d_func()->children.append(this); } // no events sent here, this is done at the end of the QWidget constructor } else { setParent(parent); } } 然后执行QObject的构造函数,这里主要是一些线程的处理,先不理它 QWidget::QWidget(QWidgetPrivate &dd, QWidget* parent, Qt::WFlags f)
: QObject(dd, ((parent && (parent->windowType() == Qt::Desktop)) ? 0 : parent)), QPaintDevice() { d_func()->init((parent && parent->windowType() == Qt::Desktop ? parent : 0), f); } 然后是QWidget的构造函数,这里调用了数据类QWidgetPrivate的init函数,这个函数不是虚函数,因此静态解析成QWidgetPrivate的init函数调用 QAbstractButton::QAbstractButton(QAbstractButtonPrivate &dd, QWidget *parent)
: QWidget(dd, parent, 0) { Q_D(QAbstractButton); d->init(); } 然后是QAbstractButton的构造函数,这里调用了数据类QAbstractButton的init函数,这个函数不是虚函数,因此静态解析成QAbstractButton的init函数调用 QPushButton::QPushButton(const QString &text, QWidget *parent)
: QAbstractButton(*new QPushButtonPrivate, parent) { Q_D(QPushButton); d->init(); setText(text); } 然后是QPushButton的构造函数,这里调用了数据类QPushButton的init函数,这个函数不是虚函数,因此静态解析成QPushButton的init函数调用 现在的事情很清楚了,总结一下:
QPushButton在构造的时候同时生成了QPushButtonPrivate指针,QPushButtonPrivate创建时依次调用数据类基类的构造函数 QPushButton的构造函数中显示的调用了基类的构造函数并把QPushButtonPrivate指针传递过去,QPushButton创建时依次调用接口类基类的构造函数 在接口类的构造函数中调用了平行数据类的init函数,因为这个函数不是虚函数,因此就就是此次调用了数据类的init函数 需要指出的是,为什么QPushButtonPrivate实体类指针要转换为引用呢?为什么不是直接传递指针?结论是人家喜欢这样写,就是不传指针传引用,而且要用一个*new之类的怪异语法,
真叫人没有办法,其实这里用指针是一样的,代码看起来也自然一些. delete quit;
说完了构造,再说说析构 QPushButton::~QPushButton()
{ } 这里当然会调用QPushButton的析构函数了 QAbstractButton::~QAbstractButton()
{ #ifndef QT_NO_BUTTONGROUP Q_D(QAbstractButton); if (d->group) d->group->removeButton(this); #endif } 然后是QAbstractButton的析构函数 QWidget::~QWidget()
{ Q_D(QWidget); ... } 然后是QWidget的析构函数,这里洋洋洒洒一大堆代码,先不管它 QObject::~QObject()
{ ... } 最后是QObject的析构函数,这里也是洋洋洒洒的一大堆 Q_D(QObject); if (d->wasDeleted) { #if defined(QT_DEBUG) qWarning("Double QObject deletion detected"); #endif return; } d->wasDeleted = true; 这些没有什么好说的,就是设一个wasDeleted的标志,防止再被引用,对于单线程情况下,马上就要被删除了,还搞什么标记啊,根本没用,但是对于多线程情况下,这个标记应该是有用的 // set all QPointers for this object to zero
GuardHash *hash = ::guardHash(); if (hash) { QWriteLocker locker(guardHashLock()); GuardHash::iterator it = hash->find(this); const GuardHash::iterator end = hash->end(); while (it.key() == this && it != end) { *it.value() = 0; it = hash->erase(it); } } 这里是支持QPointers的实现代码,我们以后再说 emit destroyed(this);
Qt的一个指针删除时要发送destroyed信号,一般情况下是没有槽来响应的 QConnectionList *list = ::connectionList();
if (list) { QWriteLocker locker(&list->lock); list->remove(this); } 这里清除了信号槽机制中的记录 if (d->pendTimer) {
// have pending timers QThread *thr = thread(); if (thr || d->thread == 0) { // don't unregister timers in the wrong thread QAbstractEventDispatcher *eventDispatcher = QAbstractEventDispatcher::instance(thr); if (eventDispatcher) eventDispatcher->unregisterTimers(this); } } 这里清除定时器 d->eventFilters.clear();
这里清除事件过滤机制 // delete children objects
if (!d->children.isEmpty()) { qDeleteAll(d->children); d->children.clear(); } 这里清除所有子类指针,当然每个子类指针清除时又会清除它的所有子类,因此Qt中new出来的指针很少有显示对应的delete,因为只要最上面的指针被框架删除了, 它所连带的所有子类都被自动删除了 {
QWriteLocker locker(QObjectPrivate::readWriteLock()); ::qt_removeObject(this); /*
theoretically, we cannot check d->postedEvents without holding the postEventList.mutex for the object's thread, but since we hold the QObjectPrivate::readWriteLock(), nothing can go into QCoreApplication::postEvent(), which effectively means noone can post new events, which is what we are trying to prevent. this means we can safely check d->postedEvents, since we are fairly sure it will not change (it could, but only by decreasing, i.e. removing posted events from a differebnt thread) */ if (d->postedEvents > 0) QCoreApplication::removePostedEvents(this); } if (d->parent) // remove it from parent object
d->setParent_helper(0); delete d;
d_ptr = 0; 这里要删除相关的数据类指针了 |
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