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我已经做了大约 20 年的 C/C++ 开发人员,但模板一直是我的弱点。随着模板编程在 C++11 和 C++14 标准中变得越来越有用和复杂,我决定尝试一个练习来学习。我已经取得了一定的成功,但我遇到了一个问题。我有以下课程:

namespace Events {
// Place your new EventManager events here
static const uint32_t StatsData = 0;
static const uint32_t StatsRequest = 1;
static const uint32_t StatsReply = 2;
static const uint32_t ApplianceStatsRequest = 3;
static const uint32_t ApplianceStatsReply = 4;
static const uint32_t NullEvent = 5;
};

class EventManager {
    public:
    static EventManager *instance() {
        if (Instance)
            return Instance;

        return new EventManager();
    };

    static void destroy() {
        delete Instance;
        Instance = nullptr;
    }

    template<typename T>
    bool consume_event(uint32_t event, std::function<T> func) {
        if (_event_map.find(event) == _event_map.end())
            // Create the signal, in true RAII style
            _event_map[event] = new boost::signals2::signal<T>();

        boost::any_cast<boost::signals2::signal<T> *>(_event_map[event])->connect(func);

        return true;
    }

    void emit(uint32_t event) {
        if (_event_map.find(event) == _event_map.end())
            return;

        try {
            boost::signals2::signal<void()> *sig =
                boost::any_cast<boost::signals2::signal<void()> *>(_event_map[event]);

                (*sig)();
        }
        catch (boost::bad_any_cast &e) {
            SYSLOG(ERROR) << "Caught instance of boost::bad_any_cast: " << e.what();
            abort();
        }
    }

    template<typename... Args>
    void emit(uint32_t event, Args... args) {
        if (_event_map.find(event) == _event_map.end())
            return;

        try {
            boost::signals2::signal<void(Args...)> *sig =
                boost::any_cast<boost::signals2::signal<void(Args...)> *>(_event_map[event]);
            (*sig)(args...);
        }
        catch (boost::bad_any_cast &e) {
            SYSLOG(ERROR) << "Caught instance of boost::bad_any_cast: " << e.what();
            abort();
        }
    }

private:
    EventManager() { Instance = this; }; 
    ~EventManager() { Instance = nullptr; };

    static EventManager *Instance;
    std::map<uint32_t, boost::any> _event_map;
};

此代码可能会进入一个大型框架,该框架会加载多个模块,这些模块是 linux 上的动态库。这个想法是让给定的模块能够调用:

consume_event<ParamTypes><EventNumber, SomeCallack)

回调可能是带有签名 void(ParamTypes) 的函数,或者是 std::bind() 对带有签名 void(ParamTypes) 的函数的结果。

然后另一个模块将能够调用:

emit<ParamTypes>(EventNumber, ParamValues) 

并且每个调用了consume_event 的模块都会使用ParamValues 调用它的处理程序。

这似乎在几乎所有情况下都有效,除非我将引用传递给自定义类,如下所示:

std::cout << "Sending stats data with ref: " << std::hex << ip_entry.second <<  std::endl;
emit<ip_stats_t &>(Events::StatsData, *ip_entry.second);

在这种情况下,连接到信号的函数接收到 0xa,并在尝试将其视为 ip_stats_t & 时立即崩溃。

输出是:

Sending stats data with ref: 0x7fbbc4177d50 <- This is the output of the line seen above
ips addr: 0xa << this is from the function that gets called by the signal.

更新:我只是注意到它在通过引用传递任何变量时会做同样的事情,而不仅仅是上面的自定义类。

此外,请注意,此问题中没有SSCCE,因为任何 SSCCE 不变式都有效。在将工作代码放入上述框架之前,不会出现问题。

Update2:这里真正的问题是,如何才能使这种设计变得更好。这不仅不能正常工作,而且在语法上,它很臭。它丑陋、不优雅,而且真的没有什么好处,除了它做了我想要它做的事情并增加了我对模板的理解。

Update3:我现在 100% 确认这与我传递的数据类型无关。如果我通过引用传递任何变量,则插槽始终接收 0xa 作为引用的地址。这包括 std::strings,甚至 int。如果我按值传递任何变量,则该值的复制构造函数最终会接收 0xa 作为要从中复制的值的引用。这只发生在从模块 A 中创建的信号调用模块 B 中的插槽时。我错过了什么?

有任何想法吗?谢谢!

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2 回答 2

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更新后我提出了一个看起来更接近你想要达到的目标的演示:

@lk75 为了好玩,这是一种以相当可扩展的方式抽象事件机制的方法,而

  • 不要过于复杂
  • 不需要在整个地方重复调用签名(Traits现在就在)
  • 使用真正的 RAII 样式 (SCNR) 不会泄漏信号。不再使用newor delete

看到它Live On Coliru

请注意我现在是如何简化单例并将两者都consume_event变成emit单列的:

    static EventManager& instance() {
        static EventManager instance;
        return instance;
    };

    template <EventId event, typename F>
    bool consume_event(F&& func) {
        get_slot<event>().connect(std::forward<F>(func));
        return true;
    }

    template <EventId event, typename... Args>
    void emit(Args&&... args) {
        get_slot<event>()(std::forward<Args>(args)...);
    }

完整代码

以供参考:

Live On Coliru

#include <boost/any.hpp>
#include <boost/make_shared.hpp>
#include <boost/shared_ptr.hpp>
#include <boost/signals2/signal.hpp>
#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>

struct ip_stats_t {
    std::string canary;
};

enum class EventId : uint32_t {
    // Place your new EventManager events here
    StatsData             = 0,
    StatsRequest          = 1,
    StatsReply            = 2,
    ApplianceStatsRequest = 3,
    ApplianceStatsReply   = 4,
    NullEvent             = 5, // Not implemented
};

namespace Events {

    template <EventId> struct Traits;

    template <> struct Traits<EventId::StatsData>             { using signal_type = boost::signals2::signal<void(int)>;                 } ;
    template <> struct Traits<EventId::StatsRequest>          { using signal_type = boost::signals2::signal<void(bool, bool)>;          } ;
    template <> struct Traits<EventId::StatsReply>            { using signal_type = boost::signals2::signal<void(std::string)>;         } ;
    template <> struct Traits<EventId::ApplianceStatsRequest> { using signal_type = boost::signals2::signal<void(double, ip_stats_t&)>; } ;
  //template <> struct Traits<EventId::NullEvent>             { using signal_type = boost::signals2::signal<void()>;                    } ;

    template <> struct Traits<EventId::ApplianceStatsReply> : Traits<EventId::ApplianceStatsRequest> { }; 
}

class EventManager {
  public:
    static EventManager& instance() {
        static EventManager instance;
        return instance;
    };

    template <EventId event, typename F>
    bool consume_event(F&& func) {
        get_slot<event>().connect(std::forward<F>(func));
        return true;
    }

    template <EventId event, typename... Args>
    void emit(Args&&... args) {
        get_slot<event>()(std::forward<Args>(args)...);
    }

  private:
    template <EventId event, typename Slot = typename Events::Traits<event>::signal_type, typename SlotPtr = boost::shared_ptr<Slot> >
    Slot& get_slot() {
        try {
            if (_event_map.find(event) == _event_map.end())
                _event_map.emplace(event, boost::make_shared<Slot>());

            return *boost::any_cast<SlotPtr>(_event_map[event]);
        }
        catch (boost::bad_any_cast const &e) {
            std::cerr << "Caught instance of boost::bad_any_cast: " << e.what() << " on event #" << static_cast<uint32_t>(event) << "\n";
            abort();
        }
    }

    EventManager() = default;
    std::map<EventId, boost::any> _event_map;
};

int main() {
    auto& emgr = EventManager::instance();

    emgr.consume_event<EventId::ApplianceStatsRequest>([](double d, ip_stats_t& v) { 
            std::cout << "d: " << d << ", v.canary: " << v.canary << "\n";
        });
    emgr.consume_event<EventId::ApplianceStatsRequest>([](double d, ip_stats_t& v) { 
            std::cout << "And you can register more than one\n";
        });


    ip_stats_t v { "This is statically checked" };
    emgr.emit<EventId::ApplianceStatsRequest>(3.142f, v);

    emgr.emit<EventId::StatsData>(42); // no connection, but works
    emgr.consume_event<EventId::StatsData>([](int) { std::cout << "Now it's connected\n"; });
    emgr.emit<EventId::StatsData>(42); // now with connection!

#if 0
    emgr.emit<EventId::ApplianceStatsRequest>();  // error: no match for call to ‘(boost::signals2::signal<void(double, ip_stats_t&)>) ()’
    emgr.consume_event<EventId::NullEvent>([]{}); // use of incomplete type Traits<NullEvent>
#endif
}

老答案:

您似乎在使用可变参数转发时遇到了问题:

    (*sig)(std::forward<Args>(args)...);

此外,仅当通过“通用参考”获取参数时,转发才真正有意义:

template<typename... Args>
void emit(uint32_t event, Args&&... args) { // NOTE!!

但是,您不依赖参数类型推导来获取实际值类别(右值与左值)。而且,这是正确的(因为编译器可能永远不会获得“正确”的确切参数类型以匹配存储的信号(any_cast充其量是失败,或者充其量是调用未定义的行为。)

所以在这种情况下,你应该放弃整个转发业务:

template<typename... Args> using Sig = boost::signals2::signal<void(Args...)>;

template<typename... Args>
void emit(uint32_t event, Args... args) {
    if (_event_map.find(event) == _event_map.end())
        return;

    try {
        Sig<Args...> *sig = boost::any_cast<Sig<Args...> *>(_event_map[event]);

        (*sig)(args...);
    }
    catch (boost::bad_any_cast &e) {
        std::cerr << "Caught instance of boost::bad_any_cast: " << e.what();
        abort();
    }
}

完整的演示程序:Live On Coliru

#include <boost/any.hpp>
#include <boost/signals2/signal.hpp>
#include <iostream>
#include <string>

struct ip_stats_t { 
    std::string canary;
};

template<typename... Args> using Sig = boost::signals2::signal<void(Args...)>;
std::map<uint32_t, boost::any> _event_map;

template<typename... Args>
void emit(uint32_t event, Args&&... args) {
    if (_event_map.find(event) == _event_map.end())
        return;

    try {
        Sig<Args...> *sig = boost::any_cast<Sig<Args...> *>(_event_map[event]);

        (*sig)(std::forward<Args>(args)...);
    }
    catch (boost::bad_any_cast &e) {
        std::cerr << "Caught instance of boost::bad_any_cast: " << e.what();
        abort();
    }
}

int main()
{
    Sig<int, double> sig1;
    Sig<ip_stats_t&> sig2;

    sig1.connect([](int i, double d) { std::cout << "Sig1 handler: i = " << i << ", d = " << d << "\n"; });
    sig2.connect([](ip_stats_t& v)   { std::cout << "Sig2 handler: canary = " << v.canary << "\n"; });

    _event_map[1] = &sig1;
    _event_map[2] = &sig2;

    emit<int, double>(1, 42, 3.14);

    ip_stats_t instance { "Hello world" }, *ptr = &instance;

    emit<ip_stats_t&>(2, *ptr);
}
于 2014-10-13T19:15:26.653 回答
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以下代码是 Sehe 修改后的代码,没有 boost::signals 完全解决了我的问题。boost::signals 似乎在跨模块边界传递任何数据时遇到问题。用一个简单的函数向量替换它在所有情况下都有效,而且速度更快!

enum class EventId : uint32_t {
    // Place your new EventManager events here
    StatsData             = 0,
    StatsRequest          = 1,
    StatsReply            = 2,
    ApplianceStatsRequest = 3,
    ApplianceStatsReply   = 4,
};

struct ip_stats_t;

namespace Events {
    template <EventId> struct Traits;

    template <> struct Traits<EventId::StatsData>             
        { using signal_vec = std::vector<std::function<void(ip_stats_t &)>>; } ;

    template <> struct Traits<EventId::StatsRequest>          
        { using signal_vec = std::vector<std::function<void(std::ostream &)>>; } ;

    template <> struct Traits<EventId::StatsReply>            
        { using signal_vec = std::vector<std::function<void(std::string &)>>; } ;

    template <> struct Traits<EventId::ApplianceStatsRequest> :
        Traits<EventId::StatsRequest> {};

    template <> struct Traits<EventId::ApplianceStatsReply> : 
        Traits<EventId::StatsReply> {}; 
}

class EventManager {
    public:
        static EventManager& instance() {
            static EventManager instance;
            return instance;
        };

        template <EventId event, typename F>
        void consume_event(F&& func) {
            get_slot<event>().push_back(std::forward<F>(func));
        }

        template <EventId event, typename... Args>
        void emit(Args&&... args) {
            for (auto &vi : get_slot<event>()) {
                vi(std::forward<Args>(args)...);
            }
        }

    private:
        template <EventId event, 
            typename Slot = typename Events::Traits<event>::signal_vec,
            typename SlotPtr = std::shared_ptr<Slot>>
        Slot& get_slot() {
            if (_event_map.find(event) == _event_map.end())
                _event_map.emplace(event, std::make_shared<Slot>());

            try {
                return *boost::any_cast<SlotPtr>(_event_map[event]);
            }
            catch (boost::bad_any_cast const &e) {
                std::cerr << e.what() << " on event #" << static_cast<uint32_t>(event) << "\n";
                abort();
            }
        }

    EventManager() = default;
    std::map<EventId, boost::any> _event_map;
};
于 2014-10-15T20:09:54.547 回答