vxworks源码剖析-对象篇(转)

最新推荐文章于 2024-11-20 21:37:28 发布

haobo920

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分类专栏： Vxworks 文章标签： object class initialization struct 语言 returning

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当第一次看到vxworks的源码时，我才真正明白了怎么用C语言来实现面向对象的功能；以前虽然遇到过类似的文章，不过总是没有动力去了解实际的原理，这次闲来无事，拿到vxworks的源码，才看出一些端倪。

用c语言实现面向对象，其实是蛮难的，毕竟c语言是纯面向过程的语言，而面向过程和面向对象是两种完全不同的思想，虽不能说格格不入，但至少共同点甚少。不过，c语言天生具有的两大特性成就了其实现面向对象的功能，这就是结构体和指针。熟悉面向对象的朋友都应该知道类和结构体的异同，两者其实是很类似的，甚至可以这样说，类就是在结构体的基础上衍生而来的，有了结构体后，实现面向对象就不是一句空话。大家都知道，类无非由两部分组成，属性和方法。属性就相当于结构体的域，而方法呢，在C语言中，可以用函数指针来实现，这样，类就构成了。

废话少说，看个示例：

typedef struct obj_class /* OBJ_CLASS */
    {
    OBJ_CORE objCore; /* object core of class object */
    struct mem_part *objPartId; /* memory partition to allocate from */
    unsigned objSize; /* 对象大小 */
    unsigned objAllocCnt; /* 已经分配的对象数目 */
    unsigned objFreeCnt; /* 已经释放的对象数目 */
    unsigned objInitCnt; /* 已经初始化的对象数目 */
    unsigned objTerminateCnt;/* 已经终结的对象数目 */
    int   coreOffset; /* offset from object start to objCore*/
    FUNCPTR createRtn; /* object creation routine */
    FUNCPTR initRtn; /* object initialization routine */
    FUNCPTR destroyRtn; /* object destroy routine */
    FUNCPTR showRtn; /* object show routine */
    FUNCPTR instRtn; /* object inst routine */
    } OBJ_CLASS;

上面这个结构体含有8个成员，5个函数指针，就相当于类的8个属性和5个方法；为了更加深入地了解obj_class，有必要说说各个成员的类型，首先来看看OBJ_CORE，这个类型也是一个结构体，它只包含一个类型为obj_class指针的域：

typedef struct obj_core /* OBJ_CORE */
    {
    struct obj_class *pObjClass; /* pointer to object's class */
    } OBJ_CORE;

相信大多数人应该已经猜到了obj_core的作用，如果没猜到也没关系，看到了后面的初始化函数以后相信大家都明白其作用了。接下来是objPartId，它是一个指向mem_part对象的指针，由于mem_part结构体十分复杂，而且后面会专门分析，因此本文暂不分析，大家只要知道这是一个结构体就可以了。最后一个值得说明的类型是FUNCPTR，使用过vxworks编程的朋友对这个类型肯定不会陌生，不过照顾所有人，还是将其定义描述一下：

typedef int (*FUNCPTR) (); /* ptr to function returning int */

描述完了obj_core的定义，下面看看与这个结构体相关的几个函数，函数不是很多，主要是对象创建、对象销毁函数，就相当于C++中的构造函数、析构函数一样，虽然对象创建、销毁最终还是调用obj_core结构体中定义的函数指针来实现的，但从这里，也可以看出，毕竟C语言不是面向对象的语言，要完全实现面向对象的功能，还是十分复杂的，需要借助一些辅助类来完成。说了半天，到底这些函数是什么呢？四个函数：classLibInit、classCreate、classInit和classDestroy（暂时未实现），另外还有一些相关的工具类函数这里就不细述了。上述四个函数（其实是三个函数）的关系可以用下图来表示：

classLibInit函数相当于class类的总类，用于初始化一个工具类对象；而classCreate则是实际的创建具体的对象的函数，其完成的工作，主要是两部分：内存分配和成员初始化。内存分配由objAlloc函数来实现，而成员初始化，则由classinit函数来实现。classInit函数就是具体的成员初始化函数，其职责很简单，将提供的参数赋值给obj_class的各个成员就足够了。上面曾经说过obj_core的作用，这里具体描述一下，在描述之前，先看看下面的代码：

STATUS classInit
    (
    OBJ_CLASS   *pObjClass,     /* pointer to object class to initialize */
    unsigned    objectSize,     /* size of object */
    int         coreOffset,     /* offset from objCore to object start */
    FUNCPTR     createRtn,      /* object creation routine */
    FUNCPTR     initRtn,        /* object initialization routine */
    FUNCPTR     destroyRtn      /* object destroy routine */
    )
    {

/* default memory partition is system partition */

略

/* initialize object methods */

略

/* initialize class as valid object */

objCoreInit (&pObjClass->objCore, classClassId);

return (OK);
}

void objCoreInit
    (
    OBJ_CORE    *pObjCore,      /* pointer to object core to initialize */
    OBJ_CLASS   *pObjClass      /* pointer to object class */
    )
    {
    pObjCore->pObjClass = pObjClass; /* validate object */
    pObjClass->objInitCnt ++;   /* keep track of object count */
    }
看完上面的代码以后，相应大多数人都会犯迷糊，因为有一个变量还没有介绍，这就是全局变量classClassId：

/* locals */

LOCAL OBJ_CLASS classClass;

/* globals */

CLASS_ID classClassId = &classClass;
从上面的classInit函数可以看出，只要是通过classCreate创建的对象，其objCore值都指向同一个变量，为什么要这样实现呢？这样实现的目的是为了便于实现类的标识。熟悉面向对象的朋友都知道，判断两个对象是否是同一个类太简单了，可以直接用==，或者用equals方法，或者自己定义一个compare方法，或者用getClass方法，但C语言里面比较只有地址值的比较，因此要实现类的标识相对就要困难一些。因此，这里定义了全局变量classClass，只要某个对象（obj_class变量）的objCore和classClass是相等的，那么它的类型就是obj_class（在vxworks中，类似的情形很多，例如标识文件的fpclass也是如此）：

#define OBJ_VERIFY(objId,classId)      \
    (                                                                    \
      (          \
      (((OBJ_ID)(objId))->pObjClass == (struct obj_class *)(classId)) || \
       (         \
       ((OBJ_ID)(objId))->pObjClass &&      \
         (((OBJ_ID)(objId))->pObjClass ==                                \
        (CLASS_ID)(((struct obj_class *)(classId))->initRtn))     \
       )         \
      )                                                                  \
        ?                                                                \
            OK                                                           \
        :                                                                \
            (errno = S_objLib_OBJ_ID_ERROR, ERROR)                       \
    )

obj_class结构体是所有其他vxworks结构体最基础的部分，要弄懂vxworks的实现原理，这个结构体及内存分配机制必须明白。vxworks代码十分精致，本人功力有限，仅能分析到这个地步，不过相信只要持续不停地努力，迟早能领悟其精髓。

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来自优快云博客：http://blog.youkuaiyun.com/efan_linux/archive/2009/11/13/4804760.aspx