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Qt5的插件机制(3)--QLibraryPrivate类与QLibraryStore类
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QLibraryPrivate 类
QLibraryPrivate 类的重要性Qt中能加载库或插件的几个类:
QLibrary ,
QPluginLoader ,
QFactoryLoader ,
QStaticPlugin (暂时不研究这个)
QLibrary 和 QPluginLoader 依赖的‘私有数据类‘都是 QLibraryPrivate, 一个QLibrary或QPluginLoader的对象都有一个QLibraryPrivate对象,对应一个库或插件;
QFactoryLoader 依赖的‘私有数据类‘是 QFactoryLoaderPrivate , 但 QFactoryLoaderPrivate 类中又包含了一个QLibraryPrivate列表,这个列表中有多个
QLibraryPrivate类型的元素,对应一系列的库或插件;
所以可见,QLibraryPrivate是Qt中与库或插件相关的核心数据类,每个库都对应一个QLibraryPrivate对象。
QLibraryPrivate类的一些重要成员如下:
class QLibraryPrivate { public: #ifdef Q_OS_WIN HINSTANCE #else void * #endif pHnd; // 库的句柄。当库被加载load成功后,会被设置为有效值;否则,是Null QString fileName, qualifiedFileName; // 库文件名 QString fullVersion; bool load(); // 加载库,内部通过与系统相关的函数 load_sys() 实现 bool loadPlugin(); // loads and resolves instance // 内部会调用load,然后设置 instance 函数 bool unload(UnloadFlag flag = UnloadSys); // 卸载库,内部通过与系统相关的函数 unload_sys() 实现 void release(); // 释放库,内部会调用 类QLibraryStore 的 releaseLibrary() 方法 QFunctionPointer resolve(const char *); // 将库中的符号实例化,内部通过与系统相关的函数 resolve_sys() 实现 static QLibraryPrivate *findOrCreate(const QString &fileName, const QString &version = QString(), QLibrary::LoadHints loadHints = 0); ... QtPluginInstanceFunction instance; // instance是产生插件实例的函数,返回QObject*。这个函数在构造函数中被初始化为NULL。 // 插播一句,在Qt编译出来的插件库文件(xxx.so)中,用 "nm xxx.so -D" 命令列出其中的符号, // 可以看到其中有 qt_plugin_instance 和 qt_plugin_query_metadata 符号,这两个符号 // 都是 Qt 在编译插件时由MOC系统将Q_PLUGIN_METADATA 宏展开后生成的,他们是两个函数, // 其中qt_plugin_instance 函数会在插件加载load()成功后,赋值给 QLibraryPrivate类的instance(这一步是在 loadPlugin() 函数中实现的), // 这样就能直接通过 QLibraryPrivate::instance() 访问到插件的实例了。 // 而另一个函数qt_plugin_query_metadata则用于获取插件的元信息metaData QPointer<QObject> inst; // 插件的实例,只有当这个QLibraryPrivate对象属于一个QPluginLoader对象时,QPluginLoader::instance()函数中 // 才会设置这个 inst, 参见下面插入的几行代码。另外,在 unload 函数中,inst 会被delete掉 /* QObject *QPluginLoader::instance() { if (!isLoaded() && !load()) return 0; if (!d->inst && d->instance) d->inst = d->instance(); // 这一步设置 inst return d->inst.data(); } */ QJsonObject metaData; // 库的元信息 ... QLibrary::LoadHints loadHints; // 加载策略 void updatePluginState(); // 更新库的插件状态,内部会设置下面的成员变量 pluginState bool isPlugin(); // 调查这个库是不是插件,内部会读取成员变量 pluginState static inline QJsonDocument fromRawMetaData(const char *raw) { // 从二进制数据中获取QJson。插件/库的元数据就从此而来 raw += strlen("QTMETADATA "); // the size of the embedded JSON object can be found 8 bytes into the data (see qjson_p.h), // but doesn't include the size of the header (8 bytes) QByteArray json(raw, qFromLittleEndian<uint>(*(uint *)(raw + 8)) + 8); return QJsonDocument::fromBinaryData(json); } private: explicit QLibraryPrivate(const QString &canonicalFileName, const QString &version, QLibrary::LoadHints loadHints); ~QLibraryPrivate(); // 构造与析构 void mergeLoadHints(QLibrary::LoadHints loadHints); // 设置加载策略 bool load_sys(); // 与系统相关的加载、卸载或 resolve函数,内部会调用系统API bool unload_sys(); QFunctionPointer resolve_sys(const char *); /// counts how many QLibrary or QPluginLoader are attached to us, plus 1 if it's loaded QAtomicInt libraryRefCount; // 引用计数 /// counts how many times load() or loadPlugin() were called QAtomicInt libraryUnloadCount; // 加载计数。虽然从变量名来看是卸载计数,但从注释中可以看出是加载计数 enum { IsAPlugin, IsNotAPlugin, MightBeAPlugin } pluginState; // 标记这个库是不是一个插件,构造函数中初始化为 MightBeAPlugin,即不确定状态。 friend class QLibraryStore; };
构造/析构类函数定义如下。其中构造函数中的参数 canonicalFileName是库的标准文件名,version是版本号,loadHints用于控制库加载
时的动作,比如在加载该库时而不是等到调用resolve时,就将库中的所有符号实例化(ResolveAllSymbolsHint)等。
构造函数只检查库文件名是否有效,析构函数中则什么也不做。findOrCreate函数是个静态函数,它能返回一个QLibraryPrivate指针,其作用与
QLibraryStore类的findOrCreate函数一致(本文后面有对QLibraryStore类及其findOrCreate函数的介绍)
QLibraryPrivate::QLibraryPrivate(const QString &canonicalFileName, const QString &version, QLibrary::LoadHints loadHints) : pHnd(0), fileName(canonicalFileName), fullVersion(version), instance(0), loadHints(loadHints), libraryRefCount(0), libraryUnloadCount(0), pluginState(MightBeAPlugin) { if (canonicalFileName.isEmpty()) errorString = QLibrary::tr("The shared library was not found."); } QLibraryPrivate *QLibraryPrivate::findOrCreate(const QString &fileName, const QString &version, QLibrary::LoadHints loadHints) { return QLibraryStore::findOrCreate(fileName, version, loadHints); } QLibraryPrivate::~QLibraryPrivate() { }
QLibraryPrivate类中需要我们格外关心的一个成员变量是 metaData, 其类型为 QJsonObject , 它描述了一系列与某个
库相关的元信息 , 元信息中包含有库或Qt插件的IDD、关键字Keys等重要信息。与元信息有关的内容在另外一片文章中单独介绍。
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QLibraryStore (库商店)类
先看QLibraryStore类的定义
QLibraryPrivate::QLibraryPrivate(const QString &canonicalFileName, const QString &version, QLibrary::LoadHints loadHints) : pHnd(0), fileName(canonicalFileName), fullVersion(version), instance(0), loadHints(loadHints), libraryRefCount(0), libraryUnloadCount(0), pluginState(MightBeAPlugin) { if (canonicalFileName.isEmpty()) errorString = QLibrary::tr("The shared library was not found."); } QLibraryPrivate *QLibraryPrivate::findOrCreate(const QString &fileName, const QString &version, QLibrary::LoadHints loadHints) { return QLibraryStore::findOrCreate(fileName, version, loadHints); } QLibraryPrivate::~QLibraryPrivate() { }
注意一点:这个类没有多少干货,它所有的方法都是静态的! 只有一个非静态的实体成员 libraryMap 。
libraryMap是个QMap类型的映射表,它保存了从一个QString列表到一个QLibraryPrivate*列表的映射。其中,QString列表中是所有的库对应的库文件名,而
QLibraryPrivate列表中则是所有的库对应的QLibraryPrivate对象。除了这个列表外,QLibraryStore这个类没有任何其他
实体成员。在一个Qt应用程序或进程中,一般只需要一个这样的映射表,所以也就只需要一个 QLibraryStore 的实例,Qt 内部也确实是这么做
的,这可以从QLibrary.cpp文件中看出来 (QLibraryStore这个类的方法的具体定义基本都在QLibrary.cpp文件中):
首先,该文件中有如下几个全局静态变量:
static QLibraryStore *qt_library_data = http://www.mamicode.com/0; >
其中qt_library_data就是指向QLibraryStore类的一个静态全局实例的指针,外部通过调用QLibraryStore类的静态
方法 instance() 来访问它。而变量qt_library_data_once则用来标记qt_library_data是否曾被创建过。
这个方法定义如下:QLibraryStore *QLibraryStore::instance() { if (Q_UNLIKELY(!qt_library_data_once && !qt_library_data)) { // only create once per process lifetime 每个进程的生命周期中只创建一次QLibraryStore qt_library_data = http://www.mamicode.com/new QLibraryStore;>
注意,qt_library_data虽然被初始化为了NULL,但当外部第一次调用QLibraryStore类的instance方法时,qt_library_data就变成有效指针了。
findOrCreate 方法用于从 QLibraryStore 的映射表中查找是否存在库文件名是fileName的库,如果存在则直接返回该库对应的QLibraryPrivate对象,
如果映射表中不存在,则new一个QLibraryPrivate对象并将其添加到映射表中。使用这个函数来获取 QLibraryPrivate 对象可以保证不会出现多个
QLibraryPrivate 对象映射到同一个库文件上的现象。inline QLibraryPrivate *QLibraryStore::findOrCreate(const QString &fileName, const QString &version, QLibrary::LoadHints loadHints) { QMutexLocker locker(&qt_library_mutex); QLibraryStore *data = http://www.mamicode.com/instance();>
与findOrCreate相对的函数是releaseLibrary,他负责释放一个库。但这个函数不一定会释放指定的库,而是先将库的引用计数减 1 ,只有引用计数变为0时才释放。inline void QLibraryStore::releaseLibrary(QLibraryPrivate *lib) { QMutexLocker locker(&qt_library_mutex); QLibraryStore *data = http://www.mamicode.com/instance();>
QLibraryStore类的cleanup函数负责卸载(unload)所有不再使用的库,并释放映射表中所有的 QLibraryPrivate 对象inline void QLibraryStore::cleanup() { QLibraryStore *data = http://www.mamicode.com/qt_library_data;>Qt5的插件机制(3)--QLibraryPrivate类与QLibraryStore类
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