Qt的slot的signal是一种对象之间的通信方式,在讲这个之前,要讲一下Qt的元对象系统
Qt的元对象系统 Meta Object System 主要是分成这个几个部分
(1)所有的类都是QObject的的子类
(2)Q_OBJECT的宏定义会激活元对象的功能,例如说信号和槽
(3)如果定义了 Q_OBJECT 宏定义,会让moc编辑器自动生成一些代码和类来支持元对象的功能。
至少是让该类产生了这么几个数据
static const QMetaObject staticMetaObject; virtual const QMetaObject *metaObject() const; virtual void *qt_metacast(const char *); virtual int qt_metacall(QMetaObject::Call, int, void **);
static void qt_static_metacall(QObject *, QMetaObject::Call, int, void **)(Q5.12.4)
(1)其中QMetaObject静态变量staticMetaObject包含了QObject的所谓的元数据,也就是QObject信息的一些描述信息:除了类型信息外,还包含QT中特有的signal&slot信息。这些信息是整个类共享的,所用用static来申明。
- struct Q_CORE_EXPORT QMetaObject
- {
- // ......
- struct { // private data
- const QMetaObject *superdata;
- const char *stringdata;
- const uint *data;
- const void *extradata;
- } d;
- };
上面是QMetaObject的申明,就是这些数据成员记录了所有的signal、slot、property、class information信息。
- static const char qt_meta_stringdata_QObject[] =
- {
- "QObject\0\0destroyed(QObject*)\0destroyed()\0"
- "deleteLater()\0_q_reregisterTimers(void*)\0"
- "QString\0objectName\0parent\0QObject(QObject*)\0"
- "QObject()\0"
- };
这个字符串都是些什么内容呀?有,Class Name, Signal Name,Slot Name, Property Name。看到这些大家是不是觉得很熟悉呀,对啦,他们就是MetaSystem所支持的最核心的功能属性了。
const unit *data,这个指针指向一个正整数数组,只不过在不同的object中数据的长度不一定相同,这取决于与之相应的class中定义了多少signal、slot和property。
这个整数数组的值,有一部分指出了前一个变量(stringdata)中不同字符串的索引值,但是需要注意的是,这里面的数值并不是直接标明了每一个字符串的索引值,这个数组还需要通过一个相应的算法计算后,才能获得正确的字符串的索引值。
- static const uint qt_meta_data_QObject[] =
- {
- //content:
- 2, //revision
- 0, //classname
- 0, 0, //classinfo
- 4, 12, //methods
- 1, 32, //properties
- 0, 0, //enums/sets
- 2, 35, //constructors
- //signals:signature,parameters,type,tag,flags
- 9, 8, 8, 8, 0x05,
- 29, 8, ,8 8, 0x25,
- //slots:signature,parameters,type,tag,flags
- 41, 8, 8, 8, 0x0a,
- 55, 8, 8, 8, 0x08,
- //properties:name,type,flags
- 90, 82, 0x0a095103,
- //constructors:signature,parameters,type,tag,flags
- 108, 101, 8, 8, 0x0e,
- 126, 8, 8, 8, 0x2e,
- 0 //end
- };
第一个section,就是 //content 区域的整数值,这一块区域在每一个QMetaObject的实体对象中数量都是相同的,含义也相同,但具体的值就不同了。专门有一个struct定义了这个section,其含义在上面的注释中已经说的很清楚了。第二个section,以 // signals 开头的这段。这个section中的数值指明了QObject这个class包含了两个signal,第三个section,以 // slots 开头的这段。这个section中的数值指明了QObject这个class包含了两个slot。第四个section,以 // properties 开头的这段。这个section中的数值指明了QObject这个class包含有一个属性定义。第五个section,以 // constructors 开头的这段,指明了QObject这个class有两个constructor。
(2) virtual QObject::metaObject(); 这个的方法是返回一个该类对应的staticMetaObject的const 指针。也就是引用。
如果说这个类没有定义Q_OBJECT 宏定义,那么这个类就没有staticMetaObject这个静态的QMetaObject对象,那么这个时候这实例调用返回是是其父类的QMetaObject对象,因为这个虚函数没有被重载。所以一般建议都加上这个宏定义。
(3)qt_static_metacall()是一个静态函数,主要是用于对象的函数的调用的。Qt 5.12版本或少以上,这个静态函数也会通过指针的方式存储在QMetaObject 里面了。qt_static_metacall()提供了两种的函数调用的方式,一个是InvokeMetaMethod调用,会将对象转换为实际的对象类型,然后调用。另外一个是IndexOfMethod调用,会通过元函数的索引号调用。
qt的slot和singnal的名称都会存在的QMetaObject中,但是这个时候,slot和signal是没有联系的。需要进行connect才可以使用。
例如:connect(ui->pushBtn,SIGNAL(clicked()),ui->lineEdit,SLOT(clear()));
connect 在幕后到底都做了些什么事情?为什么emit一个signal后,相应的slot都会被调用?
SIGNAL和SLOT宏定义
connect(&obj, SIGNAL(destroyed()), &app, SLOT(aboutQt()));
在这里signal和slot的名字都被包含在了两个大写的SIGNAL和SLOT中,这两个是什么呢?原来SIGNAL 和 SLOT 是Qt定义的两个宏。
# define SLOT(a) ”1″#a # define SIGNAL(a) ”2″#a
Qt把signal和slot都转化成了字符串,并且还在这个字符串的前面加上了附加的符号,signal前面加了’2’,slot前面加了’1’。也就是说,我们前面写了下面的connect调用,在经过moc编译器转换之后,就便成了:
connect(&obj, “2destroyed()”, &app, “1aboutQt()”)); 当connect函数被调用了之后,都会去检查这两个参数是否是使用这两个宏正确的转换而来的,它检查的根据就是这两个前置数字,是否等于1或者是2,如果不是,connect函数当然就会失败啦!
然后,会去检查发送signal的对象是否有这个signal,方法就是查找这个对象的class所对应的staticMetaObject对象中所包含的d.stringdata所指向的字符串中是否包含这个signal的名字,在这个检查过程中,就会用到d.data所指向的那一串整数,通过这些整数值来计算每一个具体字符串的起始地址。同理,还会使用同样的方法去检查slot,看响应这个signal的对象是否包含有相应的slot。这两个检查的任何一个如果失败的话,connect函数就失败了,返回false。
前面的步骤都是在做一些必要的检查工作,下一步,就是要把发送signal的对象和响应signal的对象关联起来。在QObject的私有数据类QObjectPrivate中,有下面这些数据结构来保存这些信息:
- class QObjectPrivate : public QObjectData
- {
- struct Connection
- {
- QObject *receiver;
- int method;
- uint connectionType : 3; // 0 == auto, 1 == direct, 2 == queued, 4 == blocking
- QBasicAtomicPointer<int> argumentTypes;
- };
- typedef QList<Connection>; ConnectionList;
- QObjectConnectionListVector *connectionLists;
- struct Sender
- {
- QObject *sender;
- int signal;
- int ref;
- };
- QList<Sender> senders;
- };
在发送signal的对象中,每一个signal和slot的connection,都会创建一个QObjectPrivate::Connection对象,并且把这个对象保存到connectionList这个Vector里面去。
在响应signal的对象中,同样,也是每一个signal和slot的connection,都会一个创建一个Sender对象,并且把这个对象附加在Senders这个列表中。
emit幕后的故事
当emit signal的时候,与这个signal相连的slot函数就会被调用,那么这个调用时如何发生的呢?
看段代码:
- class ZMytestObj : public QObject
- {
- Q_OBJECT
- signals:
- void sigMenuClicked();
- void sigBtnClicked();
- };
- void ZMytestObj::sigMenuClicked()
- {
- QMetaObject::activate(this,&staticMetaObject,0,0);
- }
- void ZMytestObj::sigBtnClicked()
- {
- QMetaObject::activate(this,&staticMetaObject,1,0);
- }
每一个signal都会被转换为一个与之相对应的成员函数。也就是说,当我们写下这样一行代码:emit sigBtnClicked();当程序运行到这里的时候,实际上就是调用了void ZMytestObj::sigBtnClicked() 这个函数。
void ZMytestObj::sigMenuClicked() void ZMytestObj::sigBtnClicked(),它们唯一的区别就是调用 QMetaObject::activate 函数时给出的参数不同,一个是0,一个是1,它们的含义是什么呢?它们表示是这个类中的第几个signal被发送出来了,回头再去看头文件就会发现它们就 是在这个类定义中,signal定义出现的顺序,这个参数可是非常重要的,它直接决定了进入这个函数体之后所发生的事情。
当执行流程进入到QMetaObject::activate函数中后,会先从connectionLists这个变量中取出与这个signal相对应的connection list,它根据的就是刚才所传入进来的signal index。这个connection list中保存了所有和这个signal相链接的slot的信息,每一对connection(即:signal和slot的连接)是这个list中的一项。
在每个一具体的链接记录中,还保存了这个链接的类型,是自动链接类型,还是队列链接类型,或者是阻塞链接类型,不同的类型处理方法还不一样的。
- if((c->connectionType == Qt::AutoConnection && !receiverInSameThread)
- || (c->connectionType == Qt::QueuedConnection)) {
- // 队列处理
- } else if (c->connectionType == Qt::BlockingQueuedConnection) {
- // 阻塞处理
- // 如果同线程,打印潜在死锁。
- } else {
- //直接调用槽函数或回调函数
- }
如果信号-槽连接方式为QueuedConnection,不论是否在同一个线程,按队列处理。如果信号-槽连接方式为Auto,且不在同一个线程,也按队列处理。
如果信号-槽连接方式为阻塞队列BlockingQueuedConnection,按阻塞处理。(注意同一个线程就不要按阻塞队列调用了。因为同一个线程,同时只能做一件事,本身就是阻塞的,直接调用就好了,如果走阻塞队列,则多了加锁的过程。如果槽中又发了同样的信号,就会出现死锁:加锁之后还未解锁,又来申请加锁。)
队列处理,就是把槽函数的调用,转化成了QMetaCallEvent事件,通过QCoreApplication::postEvent
放进了事件循环, 等到下一次事件分发,相应的线程才会去调用槽函数。
对于直接链接的类型,先找到接收这个signal的对象的指针,然后是处理这个signal的slot的index,已经是否有需要处理的参数,然后就使用这些信息去调用receiver的qt_metcall 方法。在qt_metcall方法中就简单了,根据slot的index,一个大switch语句,调用相应的slot函数就OK了。 Qt的slot的signal是一种对象之间的通信方式,在讲这个之前,要讲一下Qt的元对象系统
Qt的元对象系统 Meta Object System 主要是分成这个几个部分
(1)所有的类都是QObject的的子类
(2)Q_OBJECT的宏定义会激活元对象的功能,例如说信号和槽
(3)如果定义了 Q_OBJECT 宏定义,会让moc编辑器自动生成一些代码和类来支持元对象的功能。
至少是让该类产生了这么几个数据
static const QMetaObject staticMetaObject; virtual const QMetaObject *metaObject() const; virtual void *qt_metacast(const char *); virtual int qt_metacall(QMetaObject::Call, int, void **);
static void qt_static_metacall(QObject *, QMetaObject::Call, int, void **)(Q5.12.4)
(1)其中QMetaObject静态变量staticMetaObject包含了QObject的所谓的元数据,也就是QObject信息的一些描述信息:除了类型信息外,还包含QT中特有的signal&slot信息。这些信息是整个类共享的,所用用static来申明。
- struct Q_CORE_EXPORT QMetaObject
- {
- // ......
- struct { // private data
- const QMetaObject *superdata;
- const char *stringdata;
- const uint *data;
- const void *extradata;
- } d;
- };
上面是QMetaObject的申明,就是这些数据成员记录了所有的signal、slot、property、class information信息。
- static const char qt_meta_stringdata_QObject[] =
- {
- "QObject\0\0destroyed(QObject*)\0destroyed()\0"
- "deleteLater()\0_q_reregisterTimers(void*)\0"
- "QString\0objectName\0parent\0QObject(QObject*)\0"
- "QObject()\0"
- };
这个字符串都是些什么内容呀?有,Class Name, Signal Name,Slot Name, Property Name。看到这些大家是不是觉得很熟悉呀,对啦,他们就是MetaSystem所支持的最核心的功能属性了。
const unit *data,这个指针指向一个正整数数组,只不过在不同的object中数据的长度不一定相同,这取决于与之相应的class中定义了多少signal、slot和property。
这个整数数组的值,有一部分指出了前一个变量(stringdata)中不同字符串的索引值,但是需要注意的是,这里面的数值并不是直接标明了每一个字符串的索引值,这个数组还需要通过一个相应的算法计算后,才能获得正确的字符串的索引值。
- static const uint qt_meta_data_QObject[] =
- {
- //content:
- 2, //revision
- 0, //classname
- 0, 0, //classinfo
- 4, 12, //methods
- 1, 32, //properties
- 0, 0, //enums/sets
- 2, 35, //constructors
- //signals:signature,parameters,type,tag,flags
- 9, 8, 8, 8, 0x05,
- 29, 8, ,8 8, 0x25,
- //slots:signature,parameters,type,tag,flags
- 41, 8, 8, 8, 0x0a,
- 55, 8, 8, 8, 0x08,
- //properties:name,type,flags
- 90, 82, 0x0a095103,
- //constructors:signature,parameters,type,tag,flags
- 108, 101, 8, 8, 0x0e,
- 126, 8, 8, 8, 0x2e,
- 0 //end
- };
第一个section,就是 //content 区域的整数值,这一块区域在每一个QMetaObject的实体对象中数量都是相同的,含义也相同,但具体的值就不同了。专门有一个struct定义了这个section,其含义在上面的注释中已经说的很清楚了。第二个section,以 // signals 开头的这段。这个section中的数值指明了QObject这个class包含了两个signal,第三个section,以 // slots 开头的这段。这个section中的数值指明了QObject这个class包含了两个slot。第四个section,以 // properties 开头的这段。这个section中的数值指明了QObject这个class包含有一个属性定义。第五个section,以 // constructors 开头的这段,指明了QObject这个class有两个constructor。
(2) virtual QObject::metaObject(); 这个的方法是返回一个该类对应的staticMetaObject的const 指针。也就是引用。
如果说这个类没有定义Q_OBJECT 宏定义,那么这个类就没有staticMetaObject这个静态的QMetaObject对象,那么这个时候这实例调用返回是是其父类的QMetaObject对象,因为这个虚函数没有被重载。所以一般建议都加上这个宏定义。
(3)qt_static_metacall()是一个静态函数,主要是用于对象的函数的调用的。Qt 5.12版本或少以上,这个静态函数也会通过指针的方式存储在QMetaObject 里面了。qt_static_metacall()提供了两种的函数调用的方式,一个是InvokeMetaMethod调用,会将对象转换为实际的对象类型,然后调用。另外一个是IndexOfMethod调用,会通过元函数的索引号调用。
qt的slot和singnal的名称都会存在的QMetaObject中,但是这个时候,slot和signal是没有联系的。需要进行connect才可以使用。
例如:connect(ui->pushBtn,SIGNAL(clicked()),ui->lineEdit,SLOT(clear()));
connect 在幕后到底都做了些什么事情?为什么emit一个signal后,相应的slot都会被调用?
SIGNAL和SLOT宏定义
connect(&obj, SIGNAL(destroyed()), &app, SLOT(aboutQt()));
在这里signal和slot的名字都被包含在了两个大写的SIGNAL和SLOT中,这两个是什么呢?原来SIGNAL 和 SLOT 是Qt定义的两个宏。
# define SLOT(a) ”1″#a # define SIGNAL(a) ”2″#a
Qt把signal和slot都转化成了字符串,并且还在这个字符串的前面加上了附加的符号,signal前面加了’2’,slot前面加了’1’。也就是说,我们前面写了下面的connect调用,在经过moc编译器转换之后,就便成了:
connect(&obj, “2destroyed()”, &app, “1aboutQt()”)); 当connect函数被调用了之后,都会去检查这两个参数是否是使用这两个宏正确的转换而来的,它检查的根据就是这两个前置数字,是否等于1或者是2,如果不是,connect函数当然就会失败啦!
然后,会去检查发送signal的对象是否有这个signal,方法就是查找这个对象的class所对应的staticMetaObject对象中所包含的d.stringdata所指向的字符串中是否包含这个signal的名字,在这个检查过程中,就会用到d.data所指向的那一串整数,通过这些整数值来计算每一个具体字符串的起始地址。同理,还会使用同样的方法去检查slot,看响应这个signal的对象是否包含有相应的slot。这两个检查的任何一个如果失败的话,connect函数就失败了,返回false。
前面的步骤都是在做一些必要的检查工作,下一步,就是要把发送signal的对象和响应signal的对象关联起来。在QObject的私有数据类QObjectPrivate中,有下面这些数据结构来保存这些信息:
- class QObjectPrivate : public QObjectData
- {
- struct Connection
- {
- QObject *receiver;
- int method;
- uint connectionType : 3; // 0 == auto, 1 == direct, 2 == queued, 4 == blocking
- QBasicAtomicPointer<int> argumentTypes;
- };
- typedef QList<Connection>; ConnectionList;
- QObjectConnectionListVector *connectionLists;
- struct Sender
- {
- QObject *sender;
- int signal;
- int ref;
- };
- QList<Sender> senders;
- };
在发送signal的对象中,每一个signal和slot的connection,都会创建一个QObjectPrivate::Connection对象,并且把这个对象保存到connectionList这个Vector里面去。
在响应signal的对象中,同样,也是每一个signal和slot的connection,都会一个创建一个Sender对象,并且把这个对象附加在Senders这个列表中。
emit幕后的故事
当emit signal的时候,与这个signal相连的slot函数就会被调用,那么这个调用时如何发生的呢?
看段代码:
- class ZMytestObj : public QObject
- {
- Q_OBJECT
- signals:
- void sigMenuClicked();
- void sigBtnClicked();
- };
- void ZMytestObj::sigMenuClicked()
- {
- QMetaObject::activate(this,&staticMetaObject,0,0);
- }
- void ZMytestObj::sigBtnClicked()
- {
- QMetaObject::activate(this,&staticMetaObject,1,0);
- }
每一个signal都会被转换为一个与之相对应的成员函数。也就是说,当我们写下这样一行代码:emit sigBtnClicked();当程序运行到这里的时候,实际上就是调用了void ZMytestObj::sigBtnClicked() 这个函数。
void ZMytestObj::sigMenuClicked() void ZMytestObj::sigBtnClicked(),它们唯一的区别就是调用 QMetaObject::activate 函数时给出的参数不同,一个是0,一个是1,它们的含义是什么呢?它们表示是这个类中的第几个signal被发送出来了,回头再去看头文件就会发现它们就 是在这个类定义中,signal定义出现的顺序,这个参数可是非常重要的,它直接决定了进入这个函数体之后所发生的事情。
当执行流程进入到QMetaObject::activate函数中后,会先从connectionLists这个变量中取出与这个signal相对应的connection list,它根据的就是刚才所传入进来的signal index。这个connection list中保存了所有和这个signal相链接的slot的信息,每一对connection(即:signal和slot的连接)是这个list中的一项。
在每个一具体的链接记录中,还保存了这个链接的类型,是自动链接类型,还是队列链接类型,或者是阻塞链接类型,不同的类型处理方法还不一样的。
- if((c->connectionType == Qt::AutoConnection && !receiverInSameThread)
- || (c->connectionType == Qt::QueuedConnection)) {
- // 队列处理
- } else if (c->connectionType == Qt::BlockingQueuedConnection) {
- // 阻塞处理
- // 如果同线程,打印潜在死锁。
- } else {
- //直接调用槽函数或回调函数
- }
如果信号-槽连接方式为QueuedConnection,不论是否在同一个线程,按队列处理。如果信号-槽连接方式为Auto,且不在同一个线程,也按队列处理。
如果信号-槽连接方式为阻塞队列BlockingQueuedConnection,按阻塞处理。(注意同一个线程就不要按阻塞队列调用了。因为同一个线程,同时只能做一件事,本身就是阻塞的,直接调用就好了,如果走阻塞队列,则多了加锁的过程。如果槽中又发了同样的信号,就会出现死锁:加锁之后还未解锁,又来申请加锁。)
队列处理,就是把槽函数的调用,转化成了QMetaCallEvent事件,通过QCoreApplication::postEvent
放进了事件循环, 等到下一次事件分发,相应的线程才会去调用槽函数。
对于直接链接的类型,先找到接收这个signal的对象的指针,然后是处理这个signal的slot的index,已经是否有需要处理的参数,然后就使用这些信息去调用receiver的qt_metcall 方法。在qt_metcall方法中就简单了,根据slot的index,一个大switch语句,调用相应的slot函数就OK了。
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