libjingle源码分析之一：Signal机制

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我是靠谱客的博主深情书本，这篇文章主要介绍libjingle源码分析之一：Signal机制，现在分享给大家，希望可以做个参考。

摘要

本文主要分析了libjingle中的Signal（信号）机制，它实际上是基于sigslot开源库。本文开始描述了Signal机制是什么；然后，给出一个libjingle文档中的例子，来描述它是如何使用的。最后，介绍了Signal机制的具体实现。

概述

按照libjingle文档关于Signal（https://developers.google.com/talk/libjingle/important_concepts#signals）的介绍，Signal机制实际上采用的是sigslot开源库（http://sourceforge.net/projects/sigslot/?source=directory）。sigslot是一个开源的回调框架，它可以使得类之间的回调使用的简单化，下面是libjingle文档中对sigslot的描述。

sigslot is a generic framework that enables you to connect a calling member to a receiving function in any class (including the same class) very simply.

Signal机制的工作方式参见下图的描述。源中设置一个或多个信号，目标为了在源的信号触发时获获得通知，需要连接到信号上。可以有多个目标发起连接，也可以同一个目标发起多个连接。连接创建好之后，源触发信号时，目标A和目标B就可以收到信号触发的消息了。

使用

libjingle中，源和目标都是对象，目标对象的类必须继承于sigslot::has_slots，信号是源对象的成员变量，必须是sigslot::signal?类型，其中?代表参数的个数（支持0到8），比如要设置带两个参数的信号，那么就是类型sigslot::signal2。要注意的是，libjingle中所有的信号变量为了方便，名称都加了前缀Signal。在目标对象初始化的时候，需要通过sigslot::signal?的connect函数将目标对象上的回调函数连接到信号上。当源对象触发信号时，目标函数的对应的回调函数会被一次调用。需要注意的是，回调函数的参数类型和个数需要和sigslot::signal?申明的一样。
Signal机制的使用很简单，下面是libjingle文档中的例子。Sender代表的是源，Sender中的SignalDanger代表的是信号，是sigslot::signal2类型的变量。Receiver代表的是目标，继承自sigslot::has_slots。Receiver的构造函数中，通过调用SignalDanger的connect函数，连接函数OnDanger到SignalDanger上，当Sender调用Panic函数触发信号SignalDanger时，会转调到Receiver::OnDanger函数中。

复制代码

// Class that sends the notification.
class Sender  {

// The signal declaration. 
  // The '2' in the name indicates the number of parameters. Parameter types 
  // are declared in the template parameter list.
  sigslot::signal2<string message, std::time_t time> SignalDanger;

// When anyone calls Panic(), we will send the SignalDanger signal.
  void Panic(){
    SignalDanger("Help!", std::time(0)); 
  }
 
 // Listening class. It must inherit sigslot.
class Receiver : public sigslot::has_slots<>{

// Receiver registers to get SignalDanger signals.
  // When SignalDanger is sent, it is caught by OnDanger().
  // Second parameter gives address of the listener function class definition.
  // First parameter points to instance of this class to receive notifications.
  Receiver(Sender sender){ 
        sender->SignalDanger.connect(this, &Receiver.OnDanger);
  }

// When anyone calls Panic(), Receiver::OnDanger gets the message.
  // Notice that the number and type of parameters match
  // those in Sender::SignalDanger, and that it doesn't return a value.
  void OnDanger(string message, std::time_t time){
    if(message == "Help!")
    { 
      // Call the police
      ...
    }
  }
...
}

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// Class that sends the notification.
class Sender  {

  // The signal declaration. 
  // The '2' in the name indicates the number of parameters. Parameter types 
  // are declared in the template parameter list.
  sigslot::signal2<string message, std::time_t time> SignalDanger;

  // When anyone calls Panic(), we will send the SignalDanger signal.
  void Panic(){
    SignalDanger("Help!", std::time(0)); 
  }
 
 // Listening class. It must inherit sigslot.
class Receiver : public sigslot::has_slots<>{

  // Receiver registers to get SignalDanger signals.
  // When SignalDanger is sent, it is caught by OnDanger().
  // Second parameter gives address of the listener function class definition.
  // First parameter points to instance of this class to receive notifications.
  Receiver(Sender sender){ 
        sender->SignalDanger.connect(this, &Receiver.OnDanger);
  }

  // When anyone calls Panic(), Receiver::OnDanger gets the message.
  // Notice that the number and type of parameters match
  // those in Sender::SignalDanger, and that it doesn't return a value.
  void OnDanger(string message, std::time_t time){
    if(message == "Help!")
    { 
      // Call the police
      ...
    }
  }
...
}

实现

Signal机制的实现如下图所示。?代表的是0-8，sigslot::_connection类代表的是连接，其中包含了sigslot::has_slots对象和其中的回调函数地址。而sigslot::has_slots对象中则包含了所有连接的的sigslot::signal对象，这样的话可以在销毁时，断开和signal之间的连接。源码参见文件talkbasesigslot.h。

当调用signal的connect函数连接时，connect函数会创建_connection对象，然后将自己作为回调的发送者添加到has_slots中。

类之间的继承关系如下图所示：

SIGSLOT_DEFAULT_MT_POLICY是一个宏，定义如下。由于sigslot中的类，会对链表或集合进行操作，故SIGSLOT_DEFAULT_MT_POLICY只是增加了锁支持，若是单线程回调，则不需要锁。具体参见single_threaded和multi_threaded_local的实现。

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#ifndef SIGSLOT_DEFAULT_MT_POLICY
#	ifdef _SIGSLOT_SINGLE_THREADED
#		define SIGSLOT_DEFAULT_MT_POLICY single_threaded
#	else
#		define SIGSLOT_DEFAULT_MT_POLICY multi_threaded_local
#	endif
#endif

has_slots类则维护了一个signal对象集合，支持has_slots对象复制操作，此时会将连接中的对像替换成新的对象。除此之外还支持连接和断开连接操作。其它的类，参见图中的描述。

完整的Signal示例

上面提到的Signal的用法，实际上是摘自libjingle文档。下面是基于此的一个完整的可运行的示例，此处只用到了sigslot库，sigslot库实际上就只有一个头文件sigslot.h。

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#include <ctime>
#include <iostream>
#include <string>
#include "talk/base/sigslot.h"

class Sender  {
public:
  sigslot::signal2<std::string, std::time_t> SignalDanger;

  void Panic(){
    SignalDanger("Help!", std::time(0));
  }
};

class Receiver : public sigslot::has_slots<> {
public:
  Receiver(Sender& sender){
    sender.SignalDanger.connect(this, &Receiver::OnDanger);
  }

  void OnDanger(std::string message, std::time_t time){
    if(message == "Help!")
    {
      std::cout << "Call the police" << std::endl;
    }
  }
};

int main(int argc, char** argv)
{
  Sender sender;
  Receiver receiver(sender);
  sender.Panic();
  return 0;
}