Delphi 的接口机制——接口操作的编译器实现过程(2)
接口对象的内存空间
假设我们定义了如下两个接口 IIntfA 和 IIntfB,其中 ProcA 和 ProcB 将实现为静态方法,而 VirtA 和 VirtB 将以虚方法实现:
- IIntfA = interface
- procedure ProcA;
- procedure VirtA;
- end;
- IIntfB = interface
- procedure ProcB;
- procedure VirtB;
- end;
然后我们定义一个 TMyObject 类,它继承自 TInterfacedObject,并实现 IIntfA 和 IIntfB 两个接口:
- TMyObject = class(TInterfacedObject, IIntfA, IIntfB)
- FFieldA: Integer;
- FFieldB: Integer;
- procedure ProcA;
- procedure VirtA; virtual;
- procedure ProcB;
- procedure VirtB; virtual;
- end;
然后我们执行以下代码:
- var
- MyObject: TMyObject;
- MyIntf: IInterface;
- MyIntfA: IIntfA;
- MyIntfB: IIntfB;
- begin
- MyObject := TMyObject.Create; // 创建 TMyObject 对象
- MyIntf := MyObject; // 将接口指向 MyObject 对象
- MyIntfA := MyObject;
- MyIntfB := MyObject;
- end;
以上代码的执行过程中,编译器实现的内存空间情况图如下所示:
先看最左边一列。MyObject 是对象指针,指向对象数据空间中的 0 偏移处(虚方法表指针)。可以看到 MyIntf/MyIntfA/MyIntfB 三个接口都实现为指针,这三个指针分别指向 MyObject 对象数据空间中一个 4 bytes 的区域。
中间一列是对象内存空间。可以看到,与不支持接口的对象相比,TMyObject 的对象内存空间中增加了三个字段:IInterface/IIntfB/IIntfA。这些字段也是指针,指向“接口跳转表”的内存地址。注意 MyIntfA/MyIntfB 的存放顺序与 TMyObject 类声明的顺序相反,为什么?
第三列是类的虚方法表,与一般的类(不支持接口的类)一致。
-----------
接口跳转表
-----------
“接口跳转表”就是一排函数指针,指向实现当前接口的函数地址,这些函数按接口中声明的顺序排列。现在让我们来看一看所谓的“接口跳转表”有什么用处。
我们知道,一个对象在调用类的成员函数的时候,比如执行 MyObject.ProcA,会隐含传递一个 Self 指针给这个成员函数:MyObject.ProcA(Self)。Self 就是对象数据空间的地址。那么编译器如何知道 Self 指针?原来对象指针 MyObject 指向的地址就是 Self,编译器直接取出 MyObject^ 就可以作为 Self。
在以接口的方式调用成员函数的时候,比如 MyIntfA.ProcA,这时编译器不知道 MyIntfA 到底指向哪种类型(class)的对象,无法知道 MyIntfA 与 Self 之间的距离(实际上,在上面的例子中 Delphi 编译器知道 MyIntfA 与 Self 之间的距离,只是为了与 COM 的二进制格式兼容,使其它语言也能够使用接口指针调用接口成员函数,必须使用后期的 Self 指针修正),编译器直接把 MyIntfA 指向的地址设置为 Self。从上图可以看到,MyIntfA 指向 MyObject 对象空间中 $18 偏移地址。这时的 Self 指针当然是错误的,编译器不能直接调用 TMyObject.ProcA,而是调用 IIntfA 的“接口跳转表”中的 ProcA。“接口跳转表”中的 ProcA 的内容就是对 Self 指针进行修正(Self - $18),然后再调用 TMyObject.ProcA,这时就是正确调用对象的成员函数了。由于每个类实现接口的顺序不一定相同,因此对于相同的接口在不同的类中实现,就有不同的接口跳转表(当然,可能编辑器能够聪明地检查到一些类的“接口跳转表”偏移量相同,也可以共享使用)。
上面说的是编译器的实现过程,使用“接口跳转表”真正的原因是 interface 必须支持 COM 的二进制格式标准。下图是从《〈COM 原理与应用〉学习笔记》中摘录的 COM 二进制规格图:
----------------------------------------
对象内存空间中接口跳转指针的初始化
----------------------------------------
还有一个问题,那就是对象内存空间中的接口跳转指针是如何初始化的。原来,在TObject.InitInstance 中,用 FillChar 清零对象内存空间后,进行的工作就是初始化对象的接口跳转指针:
- function TObject.InitInstance(Instance: Pointer): TObject;
- var
- IntfTable: PInterfaceTable;
- ClassPtr: TClass;
- I: Integer;
- begin
- FillChar(Instance^, InstanceSize, 0);
- PInteger(Instance)^ := Integer(Self);
- ClassPtr := Self;
- while ClassPtr <> nil do
- begin
- IntfTable := ClassPtr.GetInterfaceTable;
- if IntfTable <> nil then
- for I := 0 to IntfTable.EntryCount-1 do
- with IntfTable.Entries[I] do
- begin
- if VTable <> nil then
- PInteger(@PChar(Instance)[IOffset])^ := Integer(VTable);
- end;
- ClassPtr := ClassPtr.ClassParent;
- end;
- Result := Instance;
- end;
----------------------
implements 的实现
----------------------
Delphi 中可以使用 implements 关键字将接口方法委托给另一个接口或对象来实现。下面以 TMyObject 为基类,考查 implements 的实现方法。
- TMyObject = class(TInterfacedObject, IIntfA, IIntfB)
- FFieldA: Integer;
- FFieldB: Integer;
- procedure ProcA;
- procedure VirtA; virtual;
- procedure ProcB;
- procedure VirtB; virtual;
- destructor Destroy; override;
- end;
(1)以接口成员变量实现 implements
- TMyObject2 = class(TInterfacedObject, IIntfA)
- FIntfA: IIntfA;
- property IntfA: IIntfA read FIntfA implements IIntfA;
- end;
这时编译器的实现是非常简单的,因为 FIntfA 就是接口指针,这时如果使用接口赋值 MyIntfA := MyObject2 这样的语句调用时,MyIntfA 就直接指向 MyObject2.FIntfA。
(2)以对象成员变量实现 implements
如下例,如果一个接口类 TMyObject3 以对象的方式实现 implements (通常应该是这样),其对象内存空间的排列与TMyObject内存空间情况几乎是一样的:
- TMyObject3 = class(TInterfacedObject, IIntfA, IIntfB)
- FMyObject: TMyObject;
- function GetMyObject: TMyObject;
- property MyObject: TMyObject read GetMyObject implements IIntfA, IIntfB;
- end;
不同的地方在于 TMyObject3 的“接口跳转表”的内容发生了变化。由于 TMyObject3 并没有自己实现 IIntfA 和 IIntfB,而是由 FMyObject 对象来实现这两个接口。这时,“接口跳转表”中调用的方法就必须改变为调用 FMyObject 对象的方法。比如下面的代码:
- var
- MyObject3: TMyObject3;
- MyIntfA: IIntfA;
- begin
- MyObject3:= TMyObject3.Create;
- MyObject3.FMyObject := TMyObject.Create;
- MyIntfA := MyObject3;
- MyIntfA._AddRef;
- MyIntfA.ProcA;
- MyIntfA._Release;
- end;
当执行 MyIntfA._AddRef 语句时,编译器生成的“接口跳转”代码为:
- {MyIntfA._AddRef;}
- mov eax,[ebp-$0c] // eax = MyIntfA^
- push eax // MyIntfA^ 设置为 Self
- mov eax,[eax] // eax = 接口跳转表地址指针
- call dword ptr [eax+$04] // 转到接口跳转表
- { “接口跳转段”中的代码 }
- mov eax,[esp+$04] // [esp+$04] 是接口指针内容 (MyIntfA^)
- add eax,-$14 // 修正 eax = Self (MyObject2)
- call TMyObject2.GetMyObject
- mov [esp+$04],eax // 获得 FMyObject 对象,注意 [esp+$04]
- jmp TInterfacedObject._AddRef // 调用 FMyObject._AddRef
[esp+$04] 是值得注意的地方。“接口跳转表”中只修正一个参数 Self,其它的调用参数(如果有的话)在执行过程进入“接口跳转表”之前就由编译器设置好了。在这里 _AddRef 是采用 stdcall 调用约定,因此 esp+$04 就是 Self。前面说过,编译器直接把接口指针的内容作为 Self 参数,然后转到“接口跳转表”中对 Self 进行修正,然后才能调用对象方法。上面的汇编代码就是修正 Self 为 FMyObject 并调用 FMyObject 的方法。
可以看到 FMyObject._AddRef 方法增加的是 FMyObject 对象的引用计数,看来 implements 的实现只是简单地把接口传送给对象执行,而要实现 COM 组件聚合,必须使用其它方法。
http://blog.csdn.net/tht2009/article/details/6768032
Delphi 的接口机制——接口操作的编译器实现过程(2)的更多相关文章
- Delphi 的接口机制——接口操作的编译器实现过程(1)
学习COM编程技术也快有半个月了,这期间看了很多资料和别人的程序源码,也尝试了用delphi.C++.C#编写COM程序,个人感觉Delphi是最好上手的.C++的模版生成的代码太过复杂繁琐,大量使用 ...
- java8中的接口与时间操作
java8中接口可以有默认方法(用default修饰,可以有多个)和静态方法了. public interface Tran { default public String getName() { r ...
- MySQL数据库学习笔记(九)----JDBC的ResultSet接口(查询操作)、PreparedStatement接口重构增删改查(含SQL注入的解释)
[声明] 欢迎转载,但请保留文章原始出处→_→ 生命壹号:http://www.cnblogs.com/smyhvae/ 文章来源:http://www.cnblogs.com/smyhvae/p/4 ...
- c++关于接口机制和不完全类型的小问题
都和typedef有关 一个是接口机制时用到的 就是所有用到接口的源文件只需包含简单的接口声明 接口的具体实现在其他源文件中实现 接口可以是 //interface.h typedef struct ...
- Java 8-Lambda表达式、方法引用、标准函数接口与流操作、管道操作之间的关系
1.Lambda表达式与接口之间的关系 只要Lambda表达式的声明形式与接口相一致,在很多情况下都可以替换接口.见如下代码 Thread t1 = new Thread(new Runnable() ...
- Go part 6 接口,接口排序,接口嵌套组合,接口与类型转换,接口断言
接口 接口是一种协议,比如一个汽车的协议,就应该有 “行驶”,“按喇叭”,“开远光” 等功能(方法),这就是实现汽车的协议规范,完成了汽车的协议规范,就实现了汽车的接口,然后使用接口 接口的定义:本身 ...
- C#-概念-接口:接口
ylbtech-C#-概念-接口:接口 接口(硬件类接口)是指同一计算机不同功能层之间的通信规则称为接口. 接口(软件类接口)是指对协定进行定义的引用类型.其他类型实现接口,以保证它们支持某些操作.接 ...
- Java中的集合(七)双列集合顶层接口------Map接口架构
Java中的集合(七)双列集合顶层接口------Map接口 一.Map接口的简介 通过List接口,我们知道List接口下的集合是单列集合,数据存储是单列的结构.Map接口下是一个键值对(key-v ...
- java:接口特性 接口与抽象类/普通类的区别
接口 书面定义: Java接口是一系列方法的声明,是一些方法特征的集合,一个接口只有方法的特征没有方法的实现,因此这些方法可以在不同的地方被不同的类实现,而这些实现可以具有不同的行为(功能). 在ja ...
随机推荐
- python基础:测量python代码的运行时间
Python社区有句俗语:“python自己带着电池” ,别自己写计时框架.Python 2.3 具备一个叫做 timeit 的完美计时工具可以测量python代码的运行时间. timeit模块 ti ...
- webpack 多入口配置
同事套搭建vue项目,个人推荐了VUE官网的vue-cil的方式,http://cn.vuejs.org/guide/application.html 顺着官网的操作,我们可以本地测试起我们的项目 n ...
- struts2中 ServletActionContext与ActionContext区别
1. ActionContext 在Struts2开发中,除了将请求参数自动设置到Action的字段中,我们往往也需要在Action里直接获取请求(Request)或会话(Session)的一些信息, ...
- jQuery随记
每次申明一个jQuery对象的时候,返回的是jQuery.prototype.init对象,很多人就会不明白,init明明是jQuery.fn的方法啊,实际上这里不是方法,而是init的构造函数,因为 ...
- android-Java SoftReference,WeakReference,Direct Reference简介
主要部分: SoftReference(软引用)是java中一个用来实现缓存内容的类.通过此类,可以观察某对象什么时候会被垃圾收集的执行绪清除.被 Soft Reference 指到的对象,即使没有任 ...
- mvn 一些操作
拷贝依赖包 mvn dependency:copy-dependencies -DoutputDirectory=src/main/webapp/WEB-INF/lib -DincludeScope ...
- H.264视频的RTP荷载格式
Status of This Memo This document specifies an Internet standards track protocol for the Internet ...
- STL跨DLL使用
今天在写一个函数,需要将map作为一个引用参数传入函数体内部进行赋值,结果编译通过,执行时总是崩溃,在网上找到了一些作者写的blog,详细解释了这种情况发生的原因,特转载在这里,便于自己今后查询. 原 ...
- NPOI操作EXCEL--设置密码及设置只读
有时,我们可能需要某些单元格只读,如在做模板时,模板中的数据是不能随意让别人改的.在Excel中,可以通过“审阅->保护工作表”来完成,如下图: 那么,在NPOI中有没有办法通过编码的 ...
- Python学习笔记1-搭建Python环境 和 Python Hello World!
一.搭建Python开发环境 1.选择开发工具 首先要寻找一个Python的开发工具,Python的开发工具有很多,有pyCharm .Eclipse.Visual studio等等 ,使用最多的还是 ...