Qt源码解析——元对象系统热身

关键词：Qt 源码 QObject QMetaObject 元对象系统 属性 事件 信号 槽

概述

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官方文档第二章内容就是元对象系统，它在介绍里描述到：

Qt的元对象系统提供了信号和槽机制（用于对象间的通信）、运行时类型信息和动态属性系统。

元对象系统基于三个要素：

1. QObject类为那些可以利用元对象系统的对象提供了一个基类。
2. 在类声明的私有部分中使用**Q_OBJECT**宏用于启用元对象特性，比如动态属性、信号和槽。
3. 元对象编译器（moc）为每个QObject子类提供必要的代码来实现元对象特性。

moc工具读取C++源文件，如果发现一个或多个包含Q_OBJECT宏的类声明，它会生成另一个C++源文件，其中包含了这些类的每个元对象的代码。这个生成的源文件被#include进入类的源文件，更常见的是被编译并链接到类的实现中。

引入这个系统的主要原因是信号和槽机制，此外它还提供了一些额外功能：

• QObject::metaObject() 返回与该类相关联的元对象。
• QMetaObject::className() 在运行时以字符串形式返回类名，而无需通过 C++ 编译器提供本地运行时类型信息（RTTI）支持。
• QObject::inherits() 函数返回一个对象是否是在 QObject 继承树内继承了指定类的实例。
• QObject::tr() 和 QObject::trUtf8() 用于国际化的字符串翻译。
• QObject::setProperty() 和 QObject::property() 动态地通过名称设置和获取属性。
• QMetaObject::newInstance() 构造该类的新实例。

上面说到的元对象系统三要素，第3点moc会在后面用单独篇章分析，下面就不再展开，第1点我们在上一篇中做了简单的分析，本篇我们看看第2点——Q_OBJECT到底怎么启用了元对象系统（然而启用非常复杂，我们先浏览个大概，所以标题叫热身）。

staticMetaObject

找到源码中出现QMetaObject的地方：

//qobject.h
class Q_CORE_EXPORT Qobject{
    Q_OBJECT
    //...
protected:
    static const QMetaObject staticQtMetaObject;
    //...
}

和QMetaObject相关的变量只有2个地方出现，既然前面说了Q_OBJECT和元对象系统相关，那我们就直接看Q_OBJECT的定义：

//qobjectdefs.h
#define Q_OBJECT \
public: \
    QT_WARNING_PUSH \
    Q_OBJECT_NO_OVERRIDE_WARNING \
    static const QMetaObject staticMetaObject; \
    virtual const QMetaObject *metaObject() const; \
    virtual void *qt_metacast(const char *); \
    virtual int qt_metacall(QMetaObject::Call, int, void **); \
    QT_TR_FUNCTIONS \
private: \
    Q_OBJECT_NO_ATTRIBUTES_WARNING \
    Q_DECL_HIDDEN_STATIC_METACALL static void qt_static_metacall(QObject *, QMetaObject::Call, int, void **); \
    QT_WARNING_POP \
    struct QPrivateSignal {}; \
    QT_ANNOTATE_CLASS(qt_qobject, "")

我们关注变量static const QMetaObject staticMetaObject，这是一个QMetaObject类型的静态变量，它应该是和元对象系统相关，文档对QMetaObject的描述：

QMetaObject类包含有关Qt对象的元信息。每个在应用程序中使用的QObject子类都会创建一个QMetaObject实例，该实例存储了该QObject子类的所有元信息。此对象可通过Q