Boost::signals2 类QT的信号槽实现机制

signals2 基于Boost里的另一个库signals，实现了线程安全的观察者模式。它是一种函数回调机制，当一个信号关联了多个槽时，信号发出，这些槽将会被调用。google的base库里用的多的模式是：observer，delegate，callback。用来做相互调用的解耦，但是感觉也没有信号槽用的方便。

其实Qt也提供了它自己的信号和槽机制，那个是非常的灵活和好用的，但是它依赖于Qt的框架，所以退而求其次，选择了Boost提供了signals2;

signals2库位于命名空间boost::signals2中，为了使用它，需要包含头文件<boost/signals2.hpp>;

文章目录

信号（Signal）

连接（connect）

实例

不带返回值的槽函数

合并器

断开连接

临时连接

阻塞连接

触发成员中的槽函数

自动断开

---

信号（Signal）

signal是不可拷贝的，如果将signal作为类的成员变量，那么类将不能被拷贝，除非使用只能智能或者是引用间接的持有它；

signal是一个模板类，它的定义如下：

 

 

    template<typename Signature, 
             typename Combiner = boost::signals2::optional_last_value<R>, 
             typename Group = int, typename GroupCompare = std::less<Group>, 
             typename SlotFunction = boost::function<Signature>, 
             typename ExtendedSlotFunction = boost::function<R (const connection &, T1, T2, ..., TN)>, 
             typename Mutex = boost::signals2::mutex> 
      class signal;

 

第一个模板参数Signature的含义和function相同，也是一个函数类型，表示signal调用的函数（槽，事件处理handler）,例如：

signal<void(int, double)> sig;

第二个模板参数Combiner是一个函数对象，它被称为‘合并器’，用于组合所有槽的返回值，默认是boost::signals2::optional_last_value<R>，返回最后一个被调用的槽的返回值；

第三个模板参数Group是槽编组的类型，你可以为你的槽设置不同的组，默认组的类型是int，通常情况下，不需要更改；

连接（connect）

connection connect(const group_type &group,const slot_type &slot, connect_position position = at_back)

它作为signal的成员函数，具有三个参数，第一个参数表示这个槽所属的组，第二的参数表示信号触发哪个槽函数，而最后的参数，表示槽函数在响应队列中响应的位置，默认at_back表示这个槽函数出来队列的末尾，它将在其他槽函数之后被调用。

实例

不带返回值的槽函数

#include <iostream>
#include <boost/signals2.hpp>
using namespace boost::signals2;
void slots1() {
    std::cout << "slot 1 called" << std::endl;
}

void slots2(int a) {
    std::cout << "slot 2 called " << a << std::endl;
}

void slots3(int a) {
    std::cout << "slot 3 called " << a << std::endl;
}

void slots4(int a) {
    std::cout << "slot 4 called " << a << std::endl;
}

int main() {
    signal<void()>sig1;
    sig1.connect(&slots1);
    sig1(); // the slot 1 called
    signal<void(int)>sig2;
    sig2.connect(1, &slots2);
    sig2.connect(2, &slots3);
    sig2.connect(2, &slots4, at_front); // slot 4 处于 第二组的最前面
    // 槽函数的调用，首先是比较连接的组的先后循序，然后根据组内循序调用；
    sig2(2); //  slot 2 called slot 4 called slots3 called
    return 0;
}

当槽函数带参数的时候，参数是通过信号传递的，所以需要保持信号和槽的参数的个数一致

结果如下：

带参数的槽函数 

#include <iostream>
#include <boost/signals2.hpp>
using namespace boost::signals2;
int slots1(int a) {
    std::cout << "slot 1 called " << a << std::endl;
    return a + 1;
}

int slots2(int a) {
    std::cout << "slot 2 called " << a << std::endl;
    return a + 2;
}

int slots3(int a) {
    std::cout << "slot 3 called " << a << std::endl;
    return a + 3;
}

int main() {
    signal<int(int)> sig;
    sig.connect(&slots1);
    sig.connect(&slots2, at_front);
    sig.connect(&slots3);
    std::cout << *sig(0) << std::endl;
    return 0;
}

 

在默认情况下，一个信号连接多个槽函数，并且槽函数是带有返回值的，那么这个信号将返回槽函数队列中的最后一个的返回值。

结果如下：

合并器

自定义合并器可以让我们处理多个槽的返回值；

template<typename T>
struct Combiner {
    typedef vector<T> result_type;
    template<typename InputIterator>
    result_type operator()(InputIterator first, InputIterator last) const {
        if(first == last) {
            return result_type(0);
        }
        return result_type(first, last);
    }
};

 

 

这是一个典型的合并器，它返回一个拥有所有槽的返回值的一个vector,我们可以随便定义合并器的返回类型，但要注意，一定要通过 typedef your_type result_type去注册一下你的返回值类型；

具体的用法如下：

#include "boost/signals2.hpp"
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
using namespace boost::signals2;

template<typename T>
struct Combiner {
    typedef vector<T> result_type;
    template<typename InputIterator>
    result_type operator()(InputIterator first, InputIterator last) const {
        if(first == last) {
            return result_type(0);
        }
        return result_type(first, last);
    }
};

int slots3(int x) {
    return x + 3;
}

int slots4(int x) {
    return x + 4;
}

int main() {
    signal<int(int), Combiner<int> > sig;
    sig.connect(&slots3);
    sig.connect(&slots4);
    auto result = sig(1);
    for(const auto& i : result) {
        cout << i << endl;
    }    
    return 0;
}

 

断开连接

// 以上省略一些代码
sig.connect(0, &slots1);
sig.connect(0, &slots2);
connection c1 = sig.connect(1, &slots3);
sig.connect(2, &slots4);
sig.connect(2, &slots5);
sig();
sig.disconnect(0); // 断开组号为0的连接
cout << sig.num_slots() << endl; // 还有三个连接
sig();
sig.disconnect(2); // 断开组号为2的连接
sig();
c1.disconnect(); // 断开slot3的连接

 

 

以上两种方法都是可以的；

临时连接

Boost提供了一个临时的连接方式scoped_connection，也就是有作用域的连接；

// 以上省略了一些代码
sig.connect(&slots1);
{ // 进入作用域， 建立临时的连接
    scoped_connection sc = sig.connect(&slots2);
    cout << sig.num_slots() << endl;
} // 离开作用域就自动断开了连接
cout << sig.num_slots() << endl;

 

阻塞连接

Boost提供了一个shared_connection_block实现阻塞和解除阻塞连接的操作，当它被析构(离开作用域)或者被显式的调用unblock()就好解除阻塞；

// 以上省略一些代码
connection c1 = sig.connect(slots1);
connection c2 = sig.connect(slots2);
connection c3 = sig.connect(slots3);
connection c4 = sig.connect(slots4);
sig();
{
    shared_connection_block block(c1); // 阻塞了c1
    sig(); //c1不会被调用
}
sig();

 

触发成员中的槽函数

我们使用signal通常是为了实现类间的通信，实现观察者模式；

我们需要使用bind()函数绑定槽函数，返回函数对象；

#include "boost/signals2.hpp"
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
using namespace boost::signals2;

class C_Slots1 {
public:
    int SL(int a) {
        cout << "slot 1 called" << a << endl;
        return a;
    }
    void SL1(int a, int b) {
        cout << "slot 2 called " << a << " " << b << endl;
    }
};

int main() {
    signal<int(int)> sig1;
    sig1.connect(bind(&C_Slots1::SL, &cs_1,_1)); // 绑定对象的成员
    signal<void(int, int)>sig2;
    sig2.connect(bind(&C_Slots1::SL1,&cs_1, _1, _2));
    cout << *sig1(10) << endl;
    sig2(1, 2);
    return 0;
}

 

自动断开

当槽函数被意外销毁时，信号调用会发生未定义的行为。我们希望它能够跟踪槽函数的生命周期，当槽函数失效时，连接会自动断开；

我们通过boost::shared_ptr来管理槽函数的生命周期，track()函数来跟踪槽所使用的资源；(boost::shared_ptr与std::shared_ptr功能上一样，但是实现不一样，是不一样的！！！)
 

#include "boost/signals2.hpp"
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
using namespace boost::signals2;

class C_Slots {
public:
    int SL(int a) const{
        cout << "slot 1 called" << a << endl;
        return a;
    }
};

int main() {
    typedef signal<int(int)> signal_t;
    signal_t sig;
    boost::shared_ptr<C_Slots> p_c1(new C_Slots2());
    sig5.connect(signal_t::slot_type(&C_Slots::SL, p_c1.get(), _1).track(p_c1));
    cout << *sig(2) << endl;
    return 0;
}

 

 boost---signals2使用详解

1、signals2实现了线程安全的“观察者模式”，也称作：信号---插槽，他是一种函数的回调机制，当信号发出时，相应的槽函数会被调用，有点类似于QT中的信号槽。

2、特点：

（1）、一个信号可以与多个插槽函数绑定；

（2）、一个信号与多个插槽函数绑定时，插槽函数可以设置自己被调用的顺序：boost::signals2::at_front、boost::signals2::at_back；

（3）、一个信号与多个插槽函数绑定时，可以对插槽函数进行分组：组号小的函数先调用，组号大的后调用；同一组号中，调用顺序根据boost::signals2::at_back等设置的顺序调用；

（4）、信号与插槽函数一旦断开连接，就不能再次被绑定；

（5）、当前信号绑定的插槽函数数目：num_slots() ，信号是否绑定了插槽函数：empty()；

（6）、我们可以通过合并器获取插槽函数被调用后的返回值；

（7）、以下类可以帮助我们进行更加灵活的信号连接管理，boost::signals2::connection：断开连接、判断是否连接；boost::signals2::shared_connection_block：可以阻塞连接、解除阻塞连接、判断当前连接是否阻塞；boost::signals2::scoped_connection：对象析构时会自动释放连接；
 

// Single_test.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。
//
 
#include <iostream>
#include <vector>
#include <boost/signals2.hpp>
using namespace std;
 
void func1()
{
	std::cout << "func1()函数被调用." << std::endl;
}
 
void func2()
{
	std::cout << "func2()函数被调用." << std::endl;
}
 
void func3()
{
	std::cout << "func3()函数被调用." << std::endl;
}
 
class my_object
{
public:
	void operator()(int param)
	{
		std::cout << "仿函数被调用: " << param << std::endl;
	}
};
 
//测试组号时用
template<int N>
struct Slot
{
	void operator()()
	{
		std::cout << "Slot current N value is : " << N << std::endl;
	}
};
 
int func4(int param)
{
	std::cout << "func3()函数被调用." << std::endl;
	return param + 10;
}
 
//合并器
template<typename T>
struct Combiner {
	typedef vector<T> result_type;
	template<typename InputIterator>
	result_type operator()(InputIterator first, InputIterator last) const {
		if (first == last) {
			return result_type(0);
		}
		return result_type(first, last);
	}
};
 
int func5(int param)
{
	std::cout << "func5()函数被调用." << std::endl;
	return param + 5;
}
 
int func6(int param)
{
	std::cout << "func6()函数被调用." << std::endl;
	return param + 6;
}
 
int func7(int param)
{
	std::cout << "func7()函数被调用." << std::endl;
	return param + 7;
}
 
int func8(int param)
{
	std::cout << "func8()函数被调用." << std::endl;
	return param + 8;
}
 
int main()
{
	//设置槽的调用顺序
	boost::signals2::signal<void()> sig_void;
	sig_void.connect(&func1);  
	sig_void.connect(&func2, boost::signals2::at_front);//将会第一个被调用
	sig_void();
	
	//设置槽带参数
	boost::signals2::signal<void(int)> sig_obj;
	sig_obj.connect(my_object());
	sig_obj(10);
 
	//设置组号:根据组号分成组操作，组号小的函数先调用，组号大的后调用；
	//同一组号，调用顺序根据boost::signals2::at_back等设置的顺序调用
	boost::signals2::signal<void()> sig_slot;
	sig_slot.connect(10, Slot<1>());
	sig_slot.connect(10, Slot<2>());
	sig_slot.connect(9, Slot<3>());
	sig_slot.connect(9, Slot<4>(), boost::signals2::at_back);
	sig_slot.connect(11, Slot<5>());
	sig_slot.connect(11, Slot<6>());
	sig_slot.connect(11, Slot<7>(), boost::signals2::at_front);
 
	std::cout << "sig_slot信号关联的插槽数量： " << sig_slot.num_slots() << std::endl;
	
	if(!sig_slot.empty())
		sig_slot();
 
	//接收槽函数的返回值
	boost::signals2::signal<int(int)> sig_return;
	sig_return.connect(&func4);
 
	//一个信号对应一个槽函数时可以
	int m = *sig_return(100);
	std::cout << m << std::endl;
	//断开之前所有的信号-槽连接
	sig_return.disconnect_all_slots();
 
	//一个信号对应多个槽函数时：使用合并器获取所有的返回值
	boost::signals2::signal<int(int), Combiner<int> > sig_ret_combin;
	sig_ret_combin.connect(&func5);
	sig_ret_combin.connect(&func6);
	
	auto result = sig_ret_combin(200);
	for (const auto& i : result)
	{
		std::cout << i << std::endl;
	}
 
	//通过boost::signals::shared_connection_block 管理连接
	boost::signals2::signal<int(int)> sig_mgr;
	boost::signals2::shared_connection_block c = sig_mgr.connect(&func7);
 
	c.block();//连接被阻塞
	if (c.blocking())
		std::cout << "连接被阻塞" << std::endl;
	sig_mgr(12);//不会被调用
	c.unblock();//解除阻塞
	sig_mgr(12);//会被调用
	
	//boost::signals::connection管理连接
	boost::signals2::signal<int(int)> sig_mgr1;
	boost::signals2::connection c1 = sig_mgr1.connect(&func7);
	if (c1.connected())
		sig_mgr1(12);
	//断开连接
	c1.disconnect();
 
	//boost::signals::scoped_connection管理：析构时会自动释放连接
	boost::signals2::signal<int(int)> sig_mgr2;
	{
		boost::signals2::scoped_connection c2 = sig_mgr2.connect(&func8);
		std::cout << "当前fun8的连接数： " << sig_mgr2.num_slots() << std::endl;
	}
	//连接已被释放，相应槽函数不会被调用
	sig_mgr2(12);
 
	return 1;
}
 
 

转载自：https://blog.csdn.net/qq_34347375/article/details/86620845