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解析在main函數(shù)之前調(diào)用函數(shù)以及對(duì)設(shè)計(jì)的作用詳解

2020-01-26 16:10:38
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供稿:網(wǎng)友
前幾天為新員工寫一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)試框架,可讓他們方便的寫測(cè)試用例并且執(zhí)行。期間遇到一個(gè)問(wèn)題就是如何讓他們?cè)黾訙y(cè)試用例而用不影響測(cè)試框架的代碼?c++的單件模式可以解決這個(gè)問(wèn)題,但是其中一個(gè)難點(diǎn)是要在main之前注冊(cè)單件。c++可以通過(guò)構(gòu)造函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)注冊(cè),c如何注冊(cè)?
最后查了下資料,原來(lái)可以定義在main之前調(diào)用的函數(shù)!有了這個(gè)特性可以改善c的模塊化設(shè)計(jì)。
特性介紹:
如果想定義在main函數(shù)之前調(diào)用的函數(shù),可以在函數(shù)的聲明之后加上一句“__attribute__((constructor))”,如下:
int before()__attribute__((constructor));
如果想定義在main函數(shù)之后調(diào)用的函數(shù),可以在函數(shù)的聲明之后加上一句“__attribute__((destructor))”,如下:
int after()__attribute__((destructor));
可以看得出來(lái),應(yīng)該類似于c++中的構(gòu)造和析構(gòu)。

一些細(xì)節(jié)問(wèn)題:
寫測(cè)試代碼測(cè)試了一下這個(gè)程序,發(fā)現(xiàn)幾點(diǎn):
1、before在main之前調(diào)用,調(diào)用之前,各個(gè)全局變量已經(jīng)完成初始化。也就是說(shuō),這些函數(shù)是在全局變量初始化之后,main函數(shù)之前調(diào)用的。這一點(diǎn)是非常重要的,否則可能會(huì)引起很多的問(wèn)題。
2、after在main之后調(diào)用,但是有一點(diǎn)比較特殊,必須是在main中return的話才執(zhí)行,否則,需要通過(guò)atexit執(zhí)行某函數(shù)。這個(gè)特性目前對(duì)我沒(méi)有太大的用處。
3、在main函數(shù)之前調(diào)用的函數(shù)可以聲明為static。
4、在main函數(shù)之前調(diào)用的函數(shù)可以調(diào)用多個(gè)。這里就有一個(gè)問(wèn)題,就是這些函數(shù)的調(diào)用順序的問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題首先是一個(gè)設(shè)計(jì)的問(wèn)題,也就是,我們應(yīng)該設(shè)計(jì)這些函數(shù)為順序無(wú)關(guān)的函數(shù)。另外,調(diào)用順序和編譯的順序相關(guān),我在linux下使用make進(jìn)行編譯,發(fā)現(xiàn)最后編譯的源文件中的函數(shù)會(huì)最先調(diào)用。
5、可以在庫(kù)(動(dòng)態(tài)庫(kù)和靜態(tài)庫(kù))中定義這樣的函數(shù)。

用對(duì)設(shè)計(jì)的作用:
1、可以優(yōu)化c++中的單件模式。參考《設(shè)計(jì)模式》
單件模式有一個(gè)最大的特點(diǎn)就是可以在運(yùn)行過(guò)程中連接單件。如果使用條件語(yǔ)句來(lái)決定使用哪個(gè)單件硬性限定了可能的單件集合。所以,書中引入了一個(gè)單件注冊(cè)表的概念,書中對(duì)單件注冊(cè)表的初始化采用的是如下的做法:
首先定義一個(gè)單件類,在單件類的構(gòu)造函數(shù)中調(diào)用單件的注冊(cè)函數(shù)注冊(cè)自身:
復(fù)制代碼 代碼如下:

MySingleton::MySingleton()
{
...
Singleton::Register("MySingleton", this);
}

這個(gè)函數(shù)是怎么被調(diào)用的那?可以定義一個(gè)靜態(tài)實(shí)例:
static MySingleton theSingleton;
這樣就會(huì)在main函數(shù)之前調(diào)用MySingleton的構(gòu)造函數(shù)來(lái)構(gòu)造這個(gè)靜態(tài)實(shí)例,從而達(dá)到像注冊(cè)表注冊(cè)的目的。
這個(gè)方案有個(gè)缺點(diǎn):它能夠成功存在一個(gè)前提,就是在theSingleton實(shí)例化之前,單件注冊(cè)表列表必須存在,否則會(huì)失敗。則其實(shí)只是一個(gè)可能失敗的點(diǎn),如果MySingleton還應(yīng)用其他的全局變量,則可能這個(gè)時(shí)候這些全局變量還沒(méi)有初始化。
解決這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)方案就是將單件注冊(cè)的時(shí)間由構(gòu)造函數(shù)移到main函數(shù)之前調(diào)用的函數(shù)中來(lái)。
定義函數(shù):
復(fù)制代碼 代碼如下:

static void before_main()
{
Singleton::Register("MySingleton", &theSingleton);
}
聲明:
staitc void before_main()__attribute__((constructor));

before_main會(huì)在main函數(shù)之前調(diào)用,而調(diào)用時(shí)全局變量已經(jīng)全部初始化,這樣就可以避免上面的問(wèn)題。
其實(shí)單件不單單可以在c++(面向?qū)ο螅┲惺褂茫部梢栽赾中使用。而且有了c的這個(gè)特性后,單件更好用。
2、構(gòu)造插件開發(fā)框架,而不用對(duì)框架進(jìn)行更改。
構(gòu)造插件開發(fā)框架的一個(gè)問(wèn)題是:如何新增一個(gè)插件而不用修改主框架代碼就可以調(diào)用插件代碼。一般情況下都會(huì)使用插件注冊(cè)機(jī)制。也就是框架對(duì)外提供注冊(cè)接口,插件使用這些接口進(jìn)行注冊(cè)。c要實(shí)行此功能,一個(gè)可行的方案是在插件中定義main之前執(zhí)行的函數(shù),在此函數(shù)中調(diào)用插件注冊(cè)接口完成注冊(cè)。(注:這里討論的是插件的靜態(tài)加載)。
3、一個(gè)模塊有一些初始化工作要做,使用這種機(jī)制可以不更改main或者函數(shù)。
拋開插件框架,使用這個(gè)特性也可以對(duì)c的模塊化進(jìn)行很多優(yōu)化。比如,可以把各個(gè)模塊的初始化工作放在main之前進(jìn)行從而防止對(duì)main的頻繁修改。
注:本文描述的環(huán)境為linux c,c++。
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