百度自动驾驶apollo源码解读19：/cyber/class_loader 模块_apollo源码解析

简介

简单来讲这个模块是干什么用的：大型系统一般不是由单个可执行程序代码组成的，而是夹杂了很多动态库，linux下的就是so文件，如何把这些so里面的类导出来，可执行程序如何动态的加载他们，比如一共写了6个so，只想动态的加载其中3个，运行过程中甚至想卸载掉其中的几个用以释放相关的资源，这个模块就是干这个工作的。

1.类的导出

要想导出，必须得首先注册，来看怎么注册的，他提供了一个宏

#define CLASS_LOADER_REGISTER_CLASS(Derived, Base) \
  CLASS_LOADER_REGISTER_CLASS_INTERNAL_1(Derived, Base, __COUNTER__)
1
2

这个宏接收两个参数，即两个父子类的类型，看下这个宏的具体实现

#define CLASS_LOADER_REGISTER_CLASS_INTERNAL(Derived, Base, UniqueID)     \
  namespace {                                                             \
  struct ProxyType##UniqueID {                                            \
    ProxyType##UniqueID() {                                               \
      apollo::cyber::class_loader::utility::RegisterClass<Derived, Base>( \
          #Derived, #Base);                                               \
    }                                                                     \
  };                                                                      \
  static ProxyType##UniqueID g_register_class_##UniqueID;                 \
  }

#define CLASS_LOADER_REGISTER_CLASS_INTERNAL_1(Derived, Base, UniqueID) \
  CLASS_LOADER_REGISTER_CLASS_INTERNAL(Derived, Base, UniqueID)

// register class macro
#define CLASS_LOADER_REGISTER_CLASS(Derived, Base) \
  CLASS_LOADER_REGISTER_CLASS_INTERNAL_1(Derived, Base, __COUNTER__)

#endif  // CYBER_CLASS_LOADER_CLASS_LOADER_REGISTER_MACRO_H_
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

注意：__COUNTER__是编译器内置变量，编译器每次遇见会自动+1。
代码解释：声明一个类ProxyType132132，后面数字不会重复，依次递增，保证唯一，并静态实例化该类，作用是编译期间就会实例化，也就意味着他的构造函数早早的就被调用了（so加载期间），核心句就是调用命名空间utility下的模板函数RegisterClass对父子类型进行注册。这个注册是怎么理解的？说白了就是实例化一个模板类ClassFactory，这个ClassFactory其实就是so和可执行程序的桥梁，两边都会使用到，这个ClassFactory模板类实例里面包含了将来想实例化的父子类的信息。

2.类的导入

ClassLoaderManager里面有个模板函数CreateClassObj，举例说明：

std::shared_ptr<ComponentBase> base =
       class_loader_manager_.CreateClassObj<ComponentBase>(class_name);
1
2

3.阅读源代码的一些理解

• 一个mainboad对应一个ClassLoaderManager和多个Component，这个多个Component类是根据dag文件里面写的类名进行实例化的。
• 一个ClassLoaderManager对应多个ClassLoader，对应关系key为so的路径。
• 一个so对应多个Component(一般只写一个)
• 一个ClassLoader对应一个so，并且会为其完成加载工作（构造即完成加载）。
• ClassLoader里面有个loadlib_ref_count_记录so被加载的次数，这个有什么用呢？可以被加载多次吗？（目前的我的总结是不会加载两次）
• /cyber/class_loader/shared_library文件下的文件就是设计so的动态加载的，核心文件shared_library头文件和和实现文件。里面提供了一个sample和shared_library_test文件的例子，演示加载so库之后调用里面导出函数，如果想看演示如何使用导出类，请看
  /cyber/class_loader/test文件夹下的文件是写了例子，测试工程为class_loader_test.cc
  类SharedLibrary采用了系统函数dlopen真正的加载so，一个SharedLibrary加载一个so,
  ClassLoader的设计挺令人费解的，其核心实现大都托管给了utility命名空间下的全局函数，注册信息采用局部静态变量，这个设计方案和当初网狐设计方案差不多，导出了类吗？没有的，导出的函数，返回对应类的基类指针。
• BaseToClassFactoryMapMap为双层map，第一层key为基类ComponentBase指针的字符串名字，value为map,第二层key为子类AbstractClassFactoryBase指针的字符串名字，value为指针类型。
• 一个ClassLoader可以对应多个Component。
• 关于工厂类，设计采用了三重继承，AbstractClassFactoryBase、AbstractClassFactory、ClassFactory。这个设计的目的是什么？没看懂，我的理解是继承就是为代码复用和多态，只有一个儿子，儿子只有一个孙子，这样做有意义吗？难道和其子类都是模板类有关系？因为模板类都是家族类，不是一个类，但是好像直接写一个模板类也能达到一样的目的吧，不懂。

4总结：

用简短话来说明so里面的类是怎么导出然后使用的：so里面的ClassFactory记录了父子类的信息，而且so都储存了这些ClassFactory的实例（导出的是全局函数，函数里面定义了局部静态变量）；可执行程序通过导出模板函数utility::CreateClassObj创建具体的ClassFactory，利用这个ClassFactory来创建具体的类型。 动态库的动态调用，其实也没那么复杂和麻烦，原作者实现了父子类关系+模板实现，显得有些绕，好处是比较通用化。还有就是可以根据类的名字以字符串的形式实例化，这样就可以把需要实例化的类写在配置文件里面，然后加载。有一篇文章写的挺好的，可以去看看：

Cyber RT模块加载流程简介
如果想深入理解还是推荐阅读源代码。

5.代码例子

这么好的代码，能不能把他独立出来，将来自己写个项目的时候集成该功能，那不是美滋滋，说干就干，一开始我想着反正有C++源代码了，写个CMakelist.txt吧，后来想想直接用bazel不是更好，顺便学习了一下从0构建bazel。
免积分下载