RArray类,属于symbian OS提供的基础容器类,并且是比较重要和常用的一个。
如果从名字来看这是一个数据类,功能貌似和 MFC的CArray,stl的vector差不多吧?
如果这么想就错了,RArray是个泛型数组容器类,但是功能比CArray vector 提供的要多。
尤其是他提供的排序和查找功能,其实现方法比较诡异,对初学者来说容易造成迷惑。
个人认为这个设计比较蹩脚,至于为什么会这样,我想不出,已经写信给作者咨询了,不过还没得到答复。
RArray的排序是这样的,它规定数组中每个元素可以有一个 order key,这个order key其实就是数组元素的某4个字节
至于具体是哪4个字节作为order key是由key offset决定的,key offset 是构造函数的参数,是可选的,默认为0
就是说,默认情况下,数组里面每个元素的前4个字节会被用来作为排序的key。
因此RArray也规定,每个元素至少要有4个字节,并且大小必须是4个倍数,否则某些函数不能用,甚至会产生异常。
比如我们声明一个 结构体 Bar 作为数组的元素,然后构建一个Bar的数组 barArray
struct Bar
{
TInt iId;
TInt iSize;
}
RArray<Bar> barArray;
于是 iId就会成为order key了,因为默认情况下key offset 为0,iId就是元素的头4个字节。
如果你要用isize做order key,那么只要指定key offset为4就好了。
如果需要RArray的排序功能那么 你就需要用到一系列名字中带有KeyOrder的函数比如 InsertInSignedKeyOrderL,FindInSignedKeyOrderL等等
Insert操作时,会按照插入元素的order key排序来查找合适的Insert位置。
Find时,也是比较order key,由于查找时只比较order key,所以会写出这样有点诡异的代码
比如我们要查找 iId 为 100的元素的位置
Bar foo;
foo.iId = 100;
TInt index = barArray.InsertInSignedKeyOrderL(foo);
查找条件中的 iSize没有初值?对没有,也没必要,因为InsertInSignedKeyOrderL只比较前4个字节
iSize用不到,所以也不用给初值。
注意 函数名中的 Signed,还有与之对应的 Unsigned,这些表示比较order key的时候是否考虑符号。
就是order key是 当作TInt还是TUint来比较。
如果你不用这些带有KeyOrder的系列函数,那么和一个CArray的数组基本一样。
另外 RArray有2个特化版本,RArray<TInt>,RArray<TUint>,可能是为了提高效率吧。
现在我明白Symbian 里为什么没有 list map 等容器类了,RArray实在是一专多能。
不过我还是认为这样的设计不够优雅,也许作者有苦衷?希望RArray作者的答复里可以给我解释。
理解 ActiveObject
ActiveObject 在symbian里是一个很重要的概念
应该说所有的Symbian程序都是运行在一个或多个ActiveObject里面。
大多数Symbian的程序的入口几乎都是这样的,除了少数Console程序以外
GLDEF_C TInt E32Main()
{
return EikStart::RunApplication( NewApplication );
}
如果你有机会调试并跟踪到Symbian的源代码里面,你会发现EikStart::RunApplication会调用
CActiveScheduler::Start()
这个调用意味着启动了一个 Scheduler 也就意味着进入了 ActiveScheduler的循环。
程序运行进入CActiveScheduler::Start()之后就不会出来了,直到程序结束。
这似乎很象什么?对了,象windows的消息循环!
while(getmessage(...))
{
TranslateMessage(...);
DispatchMessage(...);
}
除非程序退出,否则会一直运行在这样的死循环里面。
Scheduler::Start里面也是类似的代码,做着类似的事情
1。等待事件
2。找一个合适的对象来处理事件
3。然后继续等待事件,直到得到一个退出的事件。
但是和windows的消息循环不一样的地方在于,Scheduler 里面调度的不是窗口
而是一个个ActiveObject,Scheduler获得了一个事件后,就会找一个合适的ActiveObject去处理事件
所有的ActiveObject在创建后会通过CActiveScheduler::Add 把自己加入到Scheduler里面。
这套模式又使我想起了什么,对了,是ACE--那个网络程序的framework,ACE中也是类似的模式
不过Scheduler叫做Reactor。
不过ActiveObject叫做Task。
本质上讲,这就是一套用单线程通过事件驱动,来模拟多任务的设计模式。
每个ActiveObject是独立的,多个ActiveOject看似是并行的,实际上却是运行在一个线程里。
不同的是ACE里面的 Reactor 是可以多线程的,可以用一个线程池来同时执行多个 Task。
在symbian的世界里,设备的资源都很有限,内存小,CPU也慢,所以开一个线程开销比较大,ActiveObject有效的
代替了部分多线程的功能。
编写ActiveObject还是比较简单的,所有的ActiveObject都是从CActive派生的。
其中RunL、DoCancel 是必须重载的虚函数,每次有事件发生Scheduler就会调用RunL
那么如果有多个ActiveObject存在,那么事件发生了Scheduler怎么才能知道该调用哪个ActiveObject呢?
很简单,每个ActiveObject都有一个iStatus成员,每个事件发生器都会指定一个iStatus,Scheduler会调用
iStatus对应的那个ActiveObject。
比如最简单事件发生器,RTimer,他的作用是在指定的时间后产生一个事件,起到定时器的作用
用法如下
RTimer t;
t.After(iStatus, 1000000);
上面的语句表示在1秒钟后 产生事件,这个事件将由iStatus对应的ActiveObject来响应。(Symbian系统下 时间单位是 1/1000000 秒,而不是1/1000秒)
Windows的庞大和臃肿是早有体会的了,最近作Symbian开发
别以为Symbian是个小东西,我得到的统计
Symbian & s60 源代码包括 10万个左右文件,总共1G左右的大小。但这还不是全部源代码,某些内核,本地化资源的内容没有计算在内。
在手机和PDA上系统的Release版本也不过几M的样子,源代码是Release的几百倍。由此推算windows的源代码要以TB计算了。
在现在的软件开发和设计模式下,代码膨胀是不可避免的,能写出简练精巧的代码的人是极少数,其他大部分是写臃肿丑陋的代码的庸才,但是需要实现功能那么多,靠少数高手是根本干不完的。
另外需求变化很快,新的需求出现,原有的设计通常无法满足,只有在上面修修补补,经常可以看到代码中无数复杂嵌套的If ...else... ,重构的代价是高昂的,尤其在Weekly build 甚至Daily build的压力下,很少会冒险去动原有的可以测试通过的代码。
对于管理者来说,他们很清楚这样下去产品终究会走上绝路,但是他们会极力避免发生在自己的任期上。
我有时想,软件产品就像生命一样,也会经历生老病死的轮回。
最后做个推荐,我发现博客堂只有放在首页的随笔才会访问量比较高,文章就差很多了
写了篇关于 Symbian 两次构造 NewL NewLC ConstructL 的文章,有兴趣的去看看吧。
http://blog.joycode.com/yaodong/articles/94824.aspx
理解 NewL ConstructL NewLC ELeave
初学Symbian开发,第一件感觉迷惑的事情是CleanupStack 第二件肯定是随处可见的NewL,NewLC,ConstructL。
这些函数的出现依然和内存泄漏有关,这是一种被称为两步构造的机制,英文叫Two-phase Construction。
我知道C++里面的 new 操作符实际上完成2件事,第一根据对象类的大小在堆上分配一块内存并获得指向内存的
指针,第二利用指针调用类的构造函数,最后把指针返回。
在Symbian上这样做是有隐患的,就是当你分配好了内存,但是调用构造函数的时候程序意外退出了,这样会造成
刚才分配的内存产生泄漏。只有那些放入CleanupStack的内存,在程序意外结束后会被释放,new 分配的内存在
调用构造函数之前还没有被放入CleanupStack呢。
Symbian的设计师为了解决这个问题,给所有开发者设计了一个编写程序的定式,这就是Two-phase Construction。
具体是这样的:
把普通的new 操作分为2个步骤来进行,第一步只分配内存,当分配的内存被放入cleanupstack后,第二步进行构造。
但是在C++里 如何阻止编译器的new操作不调用构造函数呢?这个貌似不可以。。。
于是Symbian的设计者作了个规定,类在构造函数里不要做任何可能产生异常的操作,只能做那些绝对安全的事情,比如
简单的变量赋值,然后提供一个名字叫 ConstructL的函数,在这个函数里做所有类的初始化工作,当然包括那些危险
的可能导致异常的操作。
那么 Symbian的 类构造就变成了这样
比如 有一个叫 CFoo 的类,我想声明一个指针 p,创建一个CFoo的对象赋给 p
CFoo *p = new(ELeave) CFoo();
CleanupStack::PushL(p);
p->ConstructL();
CleanupStack::Pop();
这样写是不是有点太罗嗦?每个对象都要用4条语句创建,如果是频繁使用实在是太麻烦了。
于是Symbian的设计者又作了一个规定,每个类要实现一个NewL的static函数来完成上面的4条语句的工作
class CFoo
{
public:
static CFoo *NewL()
{
CFoo *self = new(ELeave) CFoo();
CleanupStack::PushL(self);
self->ConstructL();
CleanupStack::Pop();
return self;
}
}
有了NewL以后,调用CFoo的类的程序简化了
CFoo *p = CFoo::NewL();
那么NewLC又是什么呢?和NewL有什么不同?
有些类是这样的,他们提供一些方法,需要在对象创建完成后执行,但是这些方法也是会产生异常的比如
CFoo 如果有一个方法叫 DoSomethingL()
那么程序可以这样写吗?
CFoo *p = CFoo::NewL();
p->DoSomethingL();
显然这样写是有问题的正确的写法是
CFoo *p = CFoo::NewL();
CleanupStack::PushL(p);
p->DoSomethingL();
CleanupStack::Pop();
天啊,又是4条语句,太麻烦了。要知道在NewL结尾我们刚刚把CFoo的指针从CleanupStack里拿出来,马上就又放了进去。
是不是可以简化呢,那好我们再节约2条语句
NewL去掉结尾的CleanupStack::Pop();
static CFoo *NewL()
{
CFoo *self = new(ELeave) CFoo();
CleanupStack::PushL(self);
self->ConstructL();
return self;
}
调用去掉CleanupStack::PushL
CFoo *p = CFoo::NewL();
p->DoSomethingL();
CleanupStack::Pop();
Symbian的设计者又规定了,具有以上行为的NewL 应该叫NewLC。表示指针返回后,没有从CleanupStack里取出,你可以继续调用一个危险的操作,在最后调用CleanupStack::Pop();
我发现 NewL 可以通过调用NewLC实现。
那么一个符合Symbian设计师的N条规定的类应该这样写
class CFoo
{
public:
static CFoo *NewLC()
{
CFoo *self = new(ELeave) CFoo();
CleanupStack::PushL(self);
self->ConstructL();
return self;
}
static CFoo *NewL()
{
CFoo *self = NewLC();
CleanupStack::Pop();
return self;
}
virtual ~CFoo()
{
}
protected:
CFoo()
{
}
void ConstructL()
{
// ....
}
}
这里注意 CFoo的构造函数不能是Public的,为了防止使用者用new 或者在栈上创建对象。
析构函数要写成虚函数,这是纯C++问题,不明白的去看 More Effective C++
要说明一下,以上的写法是Symbian极力推荐的,但是不是硬性规定的,你只要保证没有内存泄漏
可以不这么写。
我个人还是推荐这样,这样的代码写Symbian程序的人都可以很好地理解。
最后说一下 new 之后为什么要有一个 (ELeave)。
new操作符是被Symbian重载过了,ELeave是给new的一个参数,他的意思是告诉new当无法分配内存时
程序就退出。比如内存不足的时候。
所以我们用了ELeave的话 就不用检查new 返回的指针了,能返回就一定是对的
如果出了错程序就结束掉了,new根本就不会返回。
NewL NewLC 是Symbian程序标志性的函数,所以有个Symbian开发的资源站点就叫 www.newlc.com
听说开发Symbian程序,首要的也是最重要的之一,就是搞清楚CleanupStack
CleanupStack 用起来貌似很简单,我写了如下代码:
假设我有一个叫 CFoo的类
CFoo *p = new (ELeave) CFoo();
CleanupStack::PushL(p);
// 使用 p 作一些事情,例如调用 p->SomeFunctionL();
// ....
CleanupStack::Pop();
delete p;
我不禁疑问为什么要这样?Windows程序从来没有这样的代码,DOS都没有,Linux貌似也没有。
Symbian这样做是为什么?相信所有开始学习Symbian的人都会有这样的疑问。
我看了一下Symbian OS的一些介绍和历史,了解到Symbian OS从开始就是针对移动设备,主要是手机PDA所
设计开发的操作系统,设计上对于资源消耗,效率和安全稳定性都比较看重。
移动设备的主要特点就是,运算能力差,内存小,需要长时间运行,有时需要长达N年。
Symbian还是一个多任务系统,多个进程共享系统内存。
Symbian还是一个开放的平台,提供开发工具和接口,允许任何人为它开发软件。
在这样的情况下,内存泄漏是一种需要极力避免的错误,由于运行时间长,哪怕一点点内存泄漏也会
随着时间增长吞噬掉系统的本来就不多的内存,从而造成系统崩溃。
=====================回忆的分割线==========================================
我回顾了一下微软体系下是怎么解决内存泄漏的
C语言时代,完全没有解决办法,一切都靠程序员自己提高警惕,小心处理所有的内存分配和释放。
那个时代,高手和一般程序员之间的差别是很大的,能够驾驭大型的程序,小心控制好内存和指针,需要
高超的技巧和丰富的经验。好在DOS也不需要太稳定,每天都重新启动N次也无所谓。
C++语言,增加了对象的概念,有结构化异常处理,给程序员提供了一种可以控制内存的方法。
我们可以把内存释放放在类的析构函数里,这样就不会被忘掉,也可以用智能指针模板类比如 std::auto_ptr来
包装指针。如果程序可能意外退出,那么我们可以用结构化异常处理,捕获异常,我们仍然有机会在程序结束前释
放掉内存。我可以用容器类来存放数据,避免自己分配和管理内存。
到了windows时代,有了进程地址空间的概念,即使一个进程意外结束,即使有大量的内存泄漏,当进程结束后
所有这个进程的内存都会被释放掉,甚至包括进程用到的内核对象和系统资源都会被释放。而且随着PC硬件的发
展,内存变得很大,一些小的内存泄漏几乎不会产生什么问题,在积累到足以导致系统崩溃前,通常进程就结束掉了。
即使如此,内存泄露仍然是个大问题,尤其是对于一些企业级应用,服务性程序,需要长时间运行,内存泄漏的
积累会造成大麻烦,所以产生了很多工具和类库,工具可以用来监测内存泄漏,帮助开发者找出问题,类库封装
了很多系统服务和内存管理,让开发者避免和内存直接打交道。
只要是人就会出错,总会在某个时候疏忽一下忘记释放。如果成本允许,那么可以靠大量的测试来防止。
以上的方法并没有从根本上解决问题,虽然我近几年已经很少出内存泄漏错误了,但也不是绝对没有。
Java的出现,是一个重大转变,delete这个关键字彻底消失了,只有new保留了下来,内存的释放被垃圾回收机制
代替了,从此开发人员不用关心内存的释放了,一切都交给系统去处理,后来的C#也是类似的机制。
===========================回归的分割线========================================
似乎有点扯远了,回到Symbian,我在想为什么Symbian没有采用以上的方法呢?
Symbian本身是使用C++编写的,开发语言也主要是C++,虽然也支持Java和其他一些脚本语言,但是有些程序必须用C++来
开发,平台的API几乎都是C++接口的。Java的虚拟机,脚本的解释器总是要用C++来编写的。所以C++是唯一的选择。
完全用Java 和 C#来开发肯定不可能。
那么提供一个类库来解决内存分配释放呢?事实上这样的类是有的,但是只能解决开发人员忘记释放的问题,对于程序
意外结束仍然没有办法。
那么异常处理呢?很遗憾,一篇文档上说在Symbian开始设计开发的时代,还是上个世纪90年代的事,那时候C++编译器还不能完全
支持C++异常处理,至少Symbian 的编译器GCC 不可以。
我估计最后Symbian 的设计者选择了一个看似不够优雅,但是却是无可奈何的选择,那就是CleanupStack。
这个方案基本是异常的机制的替代品,大致是这样的
程序创建一个 Stack(栈),分配的内存的指针会被通过调用 CleanupStack::PushL(..) 放到Stack里。
释放内存之前 调用 CleanupStack::Pop() 把指针从stack中取出。
另外我们经常会看到 TRAP(。。。) 宏,你可以简单地认为相当于 try...catch... ,出现异常的时候会获得错误码。
所以要把一些危险的函数调用放到TRAP里面。(如果以后有机会我打算详细写写TRAP)
那么如果在new 和 delete之间产生了异常,那么内存指针就会保留在stack里,系统在进程结束的时候会把Stack里面
的内存释放掉。这样保证了即使程序意外结束,也不会有内存泄漏。
这样的方案是不是足够好呢?如果开发人员忘记了PushL或者Pop怎么办?不是一样会有内存泄漏吗?
开发人员记性不好的确是个大麻烦,但是有很多工具可以帮你检测问题,比如CodeScanner PC-Lint等等,如果你连使用工具
都忘掉了,我就无语了。。。
CodeScanner是个好东西,专门为了Symbian C++开发的静态代码分析工具。可以给出详细的关于代码问题的报告。
CodeScanner:http://www.mobileinnovation.co.uk
看来我只要保证了 PushL和Pop匹配,所有的内存分配都会被记录下来,程序结束之前都会被释放掉。
最近2年生活过的很动荡,主要是家庭的原因,每隔几个月就有些变化,现在总算稳定下来了。
和技术也有些疏远,可以看到我的blog 两年来都没什么更新,这里要感谢开心同学没有把我的帐号删掉
最近作了一个重要的决定,就是告别PC & windows开发,转向移动和潜入式平台,比如Symbian.
此前几乎没有Symbian 开发经验,一切从头开始,再次回到helloworld,就像我写第一个Turbo C程序那样。
虽然Symbian 也是用C++开发,但是却有很大不同。
今后我会写一些学习的感悟,以及经验和技巧与大家分享。
带着我10年的微软平台的开发经验去观察 Symbian 的世界,我尽量用Windows 的概念通过类比,去解释Symbian的问题。相信会对其他从Windows转向Symbian的人有所帮助。