boost库之事件处理

一、概述

Boost.Signals所实现的模式被命名为"信号至插槽"，它基于以下概念：当对应的信号被发出时，相关联的插槽即被执行，原则上，可以把"信号"和"插槽"分别替换为'事件'和'事件处理器'，它提供了一个名为boost::signal的类，定义于boost/signal.hpp,实际上，这个头文件是唯一一个需要知道的，因为它会自动包含其他相关的头文件。在较新版本的boost库中，它定义于boost/signals2.hpp，并且提供了一个名为boost::signals2::signal的类。

二、Boost.Signals2的使用

Boost.Signals2是Boost库中的一个模块，用于实现信号和槽（signal/slot）机制。它提供了一种方便的方式来实现事件的发布和订阅，使不同的组件之间可以进行解耦的通信。

Boost.Signals2的核心是boost::signals2::signal类。下面是该类的简单介绍和使用示例：

1. boost::signals2::signal类的基本特点：

   • 类似于发布-订阅模式，通过信号（signal）和槽（slot）进行通信。
   • 支持多个槽函数订阅同一个信号，当信号被触发时，所有订阅的槽函数都会被调用。
   • 可以选择不同的连接策略（connection policies）来管理连接和断开连接的行为。
   • 支持返回值的收集（collecting return values）和连接顺序的控制等高级功能。

2. 使用Boost.Signals2的基本步骤：

   • 包含头文件：#include <boost/signals2.hpp>
   • 定义信号类型：boost::signals2::signal<Signature>，其中Signature是信号的函数签名，即槽函数的类型。
   • 定义槽函数：可以是全局函数、成员函数、lambda表达式等。
   • 连接信号和槽：使用signal.connect(slot)将槽函数与信号连接起来。
   • 触发信号：通过调用signal()来触发信号，会自动调用所有连接的槽函数。

#include <iostream>
#include <boost/signals2.hpp>

void func() {
    std::cout << "Hello World!" << std::endl;
}

int main() {
    boost::signals2::signal<void()> mySignal;
    mySignal.connect(&func);
    mySignal();

    return 0;
}

boost::signals2::signal实际上被实现为一个模板函数，具有被用作为事件处理器的函数的签名，该签名也是它的模板参数，在上述的例子中，只有签名为void()的函数可以被成功关联至信号mySignal。函数func()被connect()方法关联至信号s,由于func()符合所要求的void()签名，所以该关联成功建立，因为当信号mySignal被触发时，func()将被调用，信号是通过调用mySignal来触发的，就像普通的函数调用一样，这个函数的签名对应于作为模板参数传入的签名：因为void()不要求任何参数，所以括号内是空的，调用mySignal会引发一个触发器，进而执行相应的func()函数，之前用connect()关联的。

另外，Boost::Signals则提供了多对一的方式，如关联多个函数单个特定信号，示例如下：

#include <iostream>
#include <boost/signals2.hpp>

void func() {
    std::cout << "Hello";
}

void func1() {
    std::cout << " World!" << std::endl;
}

int main() {
    boost::signals2::signal<void()> mySignal;
    mySignal.connect(&func);
    mySignal.connect(&func1);
    mySignal();

    return 0;
}

boost::signal可以通过反复调用connect()方法把多个函数赋值给单个特定的信号，当该信号触发时，这些函数被按照之前用connect()进行关联时的顺序来执行。另外执行的顺序也可以通过connect()方法的另一个重载版本来明确指定，该重载版本要求以一个int类型的值作为额外的参数

#include <iostream>
#include <boost/signals2.hpp>

void func() {
    std::cout << " Hello" << std::endl;
}

void func1() {
    std::cout << "World";
}

int main() {
    boost::signals2::signal<void()> mySignal;
    mySignal.connect(1, &func);
    mySignal.connect(0, &func1);
    mySignal();

    return 0;
}

要释放某个函数与给定信号的关联，可以用disconnect()方法

#include <iostream>
#include <boost/signals2.hpp>

void func() {
    std::cout << "Hello";
}

void func1() {
    std::cout << " World!" << std::endl;
}

int main() {
    boost::signals2::signal<void()> mySignal;
    mySignal.connect(&func);
    mySignal.connect(&func1);
    mySignal.disconnect(&func1);
    mySignal();

    return 0;
}

上述例子仅输出Hello,因为与func2()的关联在触发信号之前已经被释放。

除了connect和disconnect()以外，boost::signal还提供了几个方法

#include <iostream>
#include <boost/signals2.hpp>

void func() {
    std::cout << "Hello";
}

void func1() {
    std::cout << " World!" << std::endl;
}

int main() {
    boost::signals2::signal<void()> mySignal;
    mySignal.connect(&func);
    mySignal.connect(&func1);
    std::cout << mySignal.num_slots() << std::endl;
    if (!mySignal.empty()) {
        mySignal();
    }
    return 0;
}

num_slots()返回已经关联函数的数量，如果没有函数被关联，则num_slots()返回0，在这种特定情况下，可以用empty()方法来代替，disconnect_all_slots()方法所做的实际上正是它的名字所表达的:释放所有已有的关联。

看完了函数如何被关联至信号，以及弄明白了信号触发时会发生什么事之后，还有一个问题，这些函数的返回值去了哪里？以下例子回答了这个问题：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <boost/signals2.hpp>

int func() {
    return 10;
}

int func1() {
    return 20;
}

template <typename T>
struct min_element {
    typedef T result_type;

    template <typename InputIterator>
    T operator()(InputIterator first, InputIterator last) const {
        return T(first, last);
    }
};

int main() {
    boost::signals2::signal<int(), min_element<std::vector<int>>> mySignal;
    mySignal.connect(&func);
    mySignal.connect(&func1);
    std::vector<int> v = mySignal();
    std::cout << v.size() << std::endl;
    std::cout << *std::min_element(v.begin(), v.end()) << std::endl;

    return 0;
}

上述例子把所有返回值保存在一个vector中，再由mySignal()返回

三、连接Connections

函数可以通过boost::signal所提供的connect()和disconnec()方法来进行管理，由于connect()会返回一个boost::signals::connection的值，它们可以通过其他方法来管理。

#include <iostream>
#include <boost/signals2.hpp>

void func() {
    std::cout << "Hello World!" << std::endl;
}

int main() {
    boost::signals2::signal<void()> mySignal;
    boost::signals2::connection con = mySignal.connect(func);
    mySignal();
    con.disconnect();

    return 0;
}

boost::signal的disconnect()方法需要传入一个函数指针，而直接调用boost::signals2::connection对象上的disconnect()方法则可以省略该参数。

除了boost::signals2::connection以外，还有一个boost::signals2::scoped_connection的类，它会在析构时自动释放连接。

#include <iostream>
#include <boost/signals2.hpp>

void func() {
    std::cout << "Hello World!" << std::endl;
}

int main() {
    boost::signals2::signal<void()> mySignal;
    {
        boost::signals2::scoped_connection con = mySignal.connect(func);
    }
    mySignal();

    return 0;
}

因为连接对象con在信号触发之前被销毁了，所以func()不会被调用。