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            牽著老婆滿街逛
            

            嚴以律己,寬以待人. 三思而后行.
            
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			UNIX下C++實現動態載入對象
		
            
		
              VC里面實現動態對象載入已經不是什么新鮮事情了，很多的plug-in技術就是例子。Unix下，通過動態載入so獲得一個對象也不是什么難事，不過對這個對象的管理就是一件比較麻煩的事情了。一般的需求如下：
              有class TMyObj，準確說TMyObj應該是一個接口，根據不同具體情況會有不同的實現，例如 TMyObj1、TMyObj2等等……而這些TMyObj1和TMyObj2分別保存在不同的so當中，需要根據不同的時候load不同的so，建立相應的對象。由于這些對象都擁有TMyObj的接口，所以對于外部來說對這些類的使用就像對TMyObj的使用一樣。
              看起來好像比較簡單，只要在so里面引出一個函數： 
            

            TMyObj * onCreateObject(void);
            


              而函數在so中的具體實現就是建立不同的子類，例如在obj1.so中：
            

              TMyObj * onCreateObject(void)
                           { return new TMyObj1; }
            


              使用的時候只需要動態load入obj1.so，并且找到onCreateObject函數的入口，就可以建立一個具有TMyObj接口的TMyObj1了。
              至于釋放對象，一般有兩種方法：
            方法一：
              so中包含另外一個函數：
            

              void onDestroyObj(void * p)
                          {
                TMyObj1             * tp = (TMyObj1 *)p;
                delete tp;
              }
            


              從so中導出該函數，并在刪除對象的時候調用。
            方法二：
              TMyObj的析構函數聲明為虛函數，那么從so導出的onCreateObject()建立的對象，直接執行delete刪除就行了，由于析構函數是虛函數，編譯器會正確的調用TMyObj1的析構函數。
              當然，方法二是比較簡單而優雅的方法，既然對于C++來說接口就相當于純虛函數，多增加一個析構的虛函數又何妨呢。但是無論使用哪種方法，都要注意一個問題，就是載入的obj1.so的生命周期要比最后一個TMyObj1的生存周期長。即只要內存中還存在TMyObj1對象，obj1.so就要一直在內存中，不能卸載。要保證這個同步，是比較麻煩的事情。下面就說說我的解決方法：
              
              首先，要選擇一個通用的載入so的lib，這個可以參考一下common c++的DSO（在file.h）里面。（不想使用common c++？我也只是說“參考”而已）。這個支持DLL和so，通過成員函數void *operator[](const char *);獲得指定的symbol的入口。
              其次，就要選擇一個通用的SmartPtr。這個當然Loki是首選，Loki的SmartPtr的靈活性比boost的smart_ptr強多了，而且Loki也小巧的多。
              然后就要實現一個簡單的so的manager，其實應該說是一個動態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;
              }            ;
            


              可以想象這個類干些什么：load就是載入相應的so，然后獲得so中onCreateObject函數的入口，并賦給成員m_pCreator。而createObj就是調用m_pCreator建立對象。不過有所不同的是 m_pCreator所指向的函數形式是void * funcCreate(void ** p)，而多出來void **p用處就是可以讓so中的構造函數中產生的exception能夠傳遞出來。這個不能說不是so的麻煩之處，so中函數的exception不能被外部捕獲，所以只好這樣子做了。
              現在，關鍵的地方來了，就是要保證這個TObjFactory的生存周期了。選擇Loki的SmartPtr就能派上用場了。
              Loki的SmartPtr可以自己選定適用的StoragePolicy，這正是我們需要的，參考DefaultSPStorage，可以做我們的TMySOStoragePolicy：
            

            template<class T>
                           class TMySOStoragePolicy
                           {
                ..
                           protected:
                            void Destroy()
                                { 
                     delete pointee_;
                     m_pFactory             = SmartPtr<TObjFactory>();
                    }               
                           private:
                SmartPtr            <TObjFactory> m_pFactory;
                StoredType       pointee_;
               }            ;
            

              顯而易見，這樣做的目的就是要保證釋放指針的時候就減少TObjFactory的引用計數。
              好了，現在就是主角了：
              
            

            template<class T>
                          class TDObj : public SmartPtr<T,RefCounted,DisallowConversion,AssertCheck,TMySOStoragePolicy>
                          {
                          public:
                TDObj(            void);
                TDObj(            const TDObj & obj);
                ..
                
                          protected:
                friend             class TDObjManager;
                TDObj(T             * p, SmartPtr<TObjFactory> pManager);
              }            ;
              
                          class TDObjManager
                          {
                          public:
                
                template            <class T>
                             static TDObj<T>  createObj(const std::string & strKeyName)
                             {
                   SmartPtr            <TObjFactory> pFactory = getFactoryByName(strKeyName);
                               //這里面可以做很多事情了，例如訪問內存，查找相應的Factory；或者讀取配置文件、讀入新的so并建立新的Factory。
                               //或者根據一些淘汰算法，先淘汰內存的Factory，然后重新載入新的Factory等等。
                   std::auto_ptr<T> _au( static_cast<T *>(pFactory->createObj()) );
                               return TDObj<T>( _au.release(), pFactory);
                 }
              }            ;
            

              
              以后用起來就簡單多了：
              
            

            class TMyObj
                          {
                          public:
                           virtual ~TMyObj(void);
                           virtual int func(void) = 0;
              }            ;
              
              TDObj            <TMyObj> obj1 = TDObjManager::createObj<TMyObj>( "obj1.so") );
              TDObj            <TMyObj> obj2 = TDObjManager::createObj<TMyObj>( "obj2.so") );
              
              cout             << obj1->func() << endl;
              cout             << obj2->func() << endl;
            


              說了這么久，都是主程序的調用，而so中應該如何呢？其實也很簡單：
              
            

            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其實是一個為了方便編寫程序而定義的宏:
            

            #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;  \
                }             \
               }
            

               
              可以看到除了導出onCreateObject函數以外，還導出了：
              TMyObj1::onStaticInit用于載入so的時候執行初始化操作；
              TMyObj1::onStaticDestroy用于卸載so的時候執行清理操作；
              TMyObj1::getVersion 獲得對象的版本信息
              TMyObj1::onObjectName 獲得對象名信息等
              可以擴展前面的TObjFactory，實現這些功能。

              同理，我們可以做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，一個值得討論的問題是：C++由于沒有反射機制，所以無法實現設值注入和構造注入，只能實現接口注入。不過一般來說也已經足夠使用了。
            

		
            
			posted on 2006-09-05 13:07 楊粼波 閱讀(836) 評論(0)  編輯 收藏 引用  所屬分類: 文章收藏 、C++ 
		
            
	
            
	
	





            
	    
    




            






            

				

            



    
    







            
	   
	



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