cyt
VC里面实现动态对象载入已经不是什么新鲜事情了,很多的plug-in技术就是例子。Unix下,通过动态载入so获得一个对象也不是什么难事,不过对这个对象的管理就是一件比较麻烦的事情了。一般的需求如下:
  有class TMyObj,准确说TMyObj应该是一个接口,根据不同具体情况会有不同的实现,例如 TMyObj1、TMyObj2等等……而这些TMyObj1和TMyObj2分别保存在不同的so当中,需要根据不同的时候load不同的so,建立相应的对象。由于这些对象都拥有TMyObj的接口,所以对于外部来说对这些类的使用就像对TMyObj的使用一样。
  看起来好像比较简单,只要在so里面引出一个函数:
  TMyObj * onCreateObject(void);
  而函数在so中的具体实现就是建立不同的子类,例如在obj1.so中:
  TMyObj * onCreateObject(void)
   { return new TMyObj1; }
  使用的时候只需要动态load入obj1.so,并且找到onCreateObject函数的入口,就可以建立一个具有TMyObj接口的TMyObj1了。
  至于释放对象,一般有两种方法:
方法一:
  so中包含另外一个函数:
  void onDestroyObj(void * p)
  {
    TMyObj1 * tp = (TMyObj1 *)p;
    delete tp;
  }
  从so中导出该函数,并在删除对象的时候调用。
方法二:
  TMyObj的析构函数声明为虚函数,那么从so导出的onCreateObject()建立的对象,直接执行delete删除就行了,由于析构函数是虚函数,编译器会正确的调用TMyObj1的析构函数。
  当然,方法二是比较简单而优雅的方法,既然对于C++来说接口就相当于纯虚函数,多增加一个析构的虚函数又何妨呢。但是无论使用哪种方法,都要注意一个问题,就是载入的obj1.so的生命周期要比最后一个TMyObj1的生存周期长。即只要内存中还存在TMyObj1对象,obj1.so就要一直在内存中,不能卸载。要保证这个同步,是比较麻烦的事情。下面就说说我的解决方法:
  
  首先,要选择一个通用的载入so的lib,这个可以参考一下common c++的DSO(在file.h)里面。(不想使用common c++?我也只是说“参考”而已)。这个支持DLL和so,通过成员函数void *operator[](const char *);获得指定的symbol的入口。
  其次,就要选择一个通用的SmartPtr。这个当然Loki是首选,Loki的SmartPtr的灵活性比boost的smart_ptr强多了,而且Loki也小巧的多。
  然后就要实现一个简单的so的manager,其实应该说是一个动态object的factory:
  class TObjFactory : protected DSO
  {
  public:
    TObjFactory(void);
    
    void load(const std::string & strPath);
    void * createObj(void) const throw (TSOException);
  protected:
    typedef void * (*funcCreate)(void ** p);
    funcCreate  m_pCreator;
  };
  可以想象这个类干些什么:load就是载入相应的so,然后获得so中onCreateObject函数的入口,并赋给成员m_pCreator。而createObj就是调用m_pCreator建立对象。不过有所不同的是 m_pCreator所指向的函数形式是void * funcCreate(void ** p),而多出来void **p用处就是可以让so中的构造函数中产生的exception能够传递出来。这个不能说不是so的麻烦之处,so中函数的exception不能被外部捕获,所以只好这样子做了。
  现在,关键的地方来了,就是要保证这个TObjFactory的生存周期了。选择Loki的SmartPtr就能派上用场了。
  Loki的SmartPtr可以自己选定适用的StoragePolicy,这正是我们需要的,参考DefaultSPStorage,可以做我们的TMySOStoragePolicy:
  template
   class TMySOStoragePolicy
   {
    .....
   protected:
    void Destroy()
        {
         delete pointee_;
         m_pFactory = SmartPtr();
        }   
   private:
    SmartPtr m_pFactory;
    StoredType       pointee_;
   };
  显而易见,这样做的目的就是要保证释放指针的时候就减少TObjFactory的引用计数。
  好了,现在就是主角了:
  template
  class TDObj : public SmartPtr
  {
  public:
    TDObj(void);
    TDObj(const TDObj & obj);
    .....
    
  protected:
    friend class TDObjManager;
    TDObj(T * p, SmartPtr pManager);
  };
  
  class TDObjManager
  {
  public:
    ......
    template
     static TDObj  createObj(const std::string & strKeyName)
     {
       SmartPtr pFactory = getFactoryByName(strKeyName);
       //这里面可以做很多事情了,例如访问内存,查找相应的Factory;或者读取配置文件、读入新的so并建立新的Factory。
       //或者根据一些淘汰算法,先淘汰内存的Factory,然后重新载入新的Factory等等。
       std::auto_ptr _au( static_cast(pFactory->createObj()) );
       return TDObj( _au.release(), pFactory);
     }
  };
  
  以后用起来就简单多了:
  class TMyObj
  {
  public:
   virtual ~TMyObj(void);
   virtual int func(void) = 0;
  };
  
  TDObj obj1 = TDObjManager::createObj( "obj1.so") );
  TDObj obj2 = TDObjManager::createObj( "obj2.so") );
  
  cout << obj1->func() << endl;
  cout << obj2->func() << endl;

  说了这么久,都是主程序的调用,而so中应该如何呢?其实也很简单:
  class TMyObj1 : public TMyObj
  {
  public:
    TMyObj1(void);
    ~TMyObj1(void);

    static void onStaticInit(void);
    static void onStaticDestroy(void);
    static const char * getVersion(void);
    static const char * getObjectName(void);
    
    virtual int  func(void);
  };
  
  DECLARE_SO_INTERFACE(TMyObj1);
  
  DECLARE_SO_INTERFACE其实是一个为了方便编写程序而定义的宏:
  #define DECLARE_SO_INTERFACE(x) extern "C" { \
    void onInstallDLL(void);   \
    void onUninstallDLL(void);   \
    const char * onGetVersion(void); \
    const char * onObjectName(void); \
    void * onCreateObject(void ** ppException);  \
   }; \
   void onInstallDLL(void) { x::onStaticInit(); }    \
   void onUninstallDLL(void) { x::onStaticDestroy(); }  \
   const char * onGetVersion(void) { return x::getVersion(); }  \
   const char * onObjectName(void) { return x::getObjectName(); } \
   void * onCreateObject(void ** pException) { \
    try { \
     *pException = NULL; x * p = new x(); return (void *)p; \
    }catch(std::exception & e) { \
     *pException = new std::exception(e); \
     return NULL;  \
    } \
   }
   
  可以看到除了导出onCreateObject函数以外,还导出了:
  TMyObj1::onStaticInit用于载入so的时候执行初始化操作;
  TMyObj1::onStaticDestroy用于卸载so的时候执行清理操作;
  TMyObj1::getVersion 获得对象的版本信息
  TMyObj1::onObjectName 获得对象名信息等
  可以扩展前面的TObjFactory,实现这些功能。

  同理,我们可以做obj2.so:
  class TMyObj2 : public TMyObj
  {
  public:
   TMyObj2(void);
   ~TMyObj2(void);
  
   static void onStaticInit(void);
   static void onStaticDestroy(void);
   static const char * getVersion(void);
   static const char * getObjectName(void);
  
   virtual int  func(void);
  };
  
  DECLARE_SO_INTERFACE(TMyObj2);
  
  
  另外,一个值得讨论的问题是:C++由于没有反射机制,所以无法实现设值注入和构造注入,只能实现接口注入。不过一般来说也已经足够使用了。

posted on 2005-10-08 14:51 cyt 阅读(1201) 评论(2)  编辑 收藏 引用
Comments
  • # re: C++实现动态载入对象
    小明
    Posted @ 2005-11-28 13:12
    跟Java比较,C++真的很无奈阿

    要用丑陋的macro.

    Spring那么伟大的framework,却没有办法在C++做到。  回复  更多评论   
  • # re: C++实现动态载入对象
    数据恢复
    Posted @ 2006-03-29 23:22

      回复  更多评论   

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