Geant4不完全学习指南２（根据exampleB1.cc 简单分析G4RunManager源代码）

根据exampleB1 程序，简单分析其中涉及的一些头文件以及其中用到的一些成员函数，不完全归纳其中的一些应用方法。

一　G4RunManager 类

　　它是一个用于Ｇ４内核运行的一个管理类，单线程处理模式（或者顺序处理模式）(sequential mode)时，用户必须自己派生出三个必须的类：

　 // G4VUserDetectorConstruction       - Detector Geometry, Materials
    //　G4VUserPhysicsList                - Particle types and Processes
   //  G4VUserPrimaryGeneratorAction     - Event Generator selection

并且向ＲunManager 注册，除了上面强制必须定义的类外，还有一些可以根据用户自身要求选择的一些行为类，主要是从一下五个类中派生：

//         G4UserRunAction                   - Actions for each Run
//         G4UserEventAction                 - Actions for each Event
//         G4UserStackingAction              - Tracks Stacking selection
//         G4UserTrackingAction              - Actions for each Track
//         G4UserSteppingAction              - Actions for each Step
　　G4VUserActionInitialization

用户也可以用G4VUserActionInitialization类来实例化上述６个行为（action)类（１个强制性类＋６个可选择的用户行为类），其中有一个用户行为类并不常用，在此处就不介绍（）

　　多线程（multi-threaded mode)处理模式时，用户必须从以下两个抽象基类中派生出自己的类，并且向RunManager 注册

//       G4VUserDetectorConstruction       - Detector Geometry, Materials
//        G4VUserPhysicsList                - Particle types and Processes

另外，用户还可以选择制定以下内容：

 //       G4UserWorkerInitialization       - Defining thread-local actions
//        G4UserRunAction                   - Actions for entire Run

在多线程模式中，必须得实例化 G4VUserActionInitialization类，此外，用户还通过以下５个用户行为类自定义一些程序的功能

//        G4VUserPrimaryGeneratorAction     - Event Generator selection
//        G4UserRunAction                   - Actions for each tread-local Run
//        G4UserEventAction                 - Actions for each Event
//        G4UserStackingAction              - Tracks Stacking selection
//        G4UserTrackingAction              - Actions for each Track
//        G4UserSteppingAction              - Actions for each Step

G4RunManager 是Ｇ４中唯一一个运行管理类，在单线程模式中，必须在main()函数中显示创建。在多线程模式中，G4MTRunManager 必须在main()函数中显示创建。（注意， G4WorkerRunManager　是为individual thread(单个线程）设计的，在程序中会自顶实例化，不需要用户来实例或者删除它）

此外，G4RunManager 也可以也可以由用户自己定制运行控制程序，通过派生来实现，最好建议派生时采用保护派生。G4RunManager 或者其派生类必须是一个静态对象，即使有两个不同的进程，用户也不能同时设定多个runmanager 对象

上面内容简单的归纳翻译与G4RunManager.hh源代码，大家如果感兴趣，可以去参考一下源码，对上面的理解有区别的地方可以讨论一下，下面我将抽取一下常用的函数简单归纳讨论一下：

１　static G4RunManager* GetRunManager();

　　该静态方法将会返回一个G4RunManager 或者其派生类的一个静态指针，注意，在多线程构建的情况下，这将返回每个线程的单例（静态成员函数是属于一个类属的，可以通过类名或者对象名来调用该方法）

２　 virtual void BeamOn(G4int n_event,const char* macroFile=0,G4int n_select=-1);

　　这是一个虚函数，这个函数开始一个事件的循环(在交互模式中，有命令　run/BeamOn 100),一般也只用到第一个参数来确定事件的个数，后面两个参数都含有默认参数，可以不用管。在后面的学习中，我们会知道Ｇ４是一个状态机，在启动Ｇ４之前如果“n_select”大于零，则在第一个“n_select”事件结束时执行宏文件，系统会检测Ｇ４的状态，这个方法必须在Idle 状态被调用，在事件循环期间，状态将更改为GeomClosed，当循环结束或终止时，状态将返回到Idle。第二个参数表示，如果给定一个表示宏文件名称的字符串“宏文件”，则将执行该宏文件。第三个参数表示，如果“n_select”大于零，则在第一个“n_select”事件结束时执行宏文件

3  virtual void Initialize();

    这是一个虚函数，顺便提一下，当从该类派生时，派生中的该函数仍然是虚函数。这个虚方法将会调用一个事件循环中所有的必要的初始化进程，这个方法在Ｇ４的PreInit 或者Idle 状态时必须被调用，在初始化过程中将状态更改为Init，然后更改为Idle。这个方法会调用两个受保护的方法，InitializeGeometry() 和 InitializePhysics().在一些事件循环中，用户可以再次调用这个方法，这时就要求在用户改变几何，物理过程或者截断值，如果用户再更改这些值后忘记再次调用这个函数，Ｇ4RunManager 将会调用ＢeamOn() 函数来再次调用这个方法。（注意，这个特性并不适用与第一次初始化）

４　virtual void DefineWorldVolume(G4VPhysicalVolume * worldVol, G4bool topologyIsChanged=true);

　　在两次run之间几何形状的设计改变时，必须调用这个方法，“topologyIsChanged”标志将指定几何拓扑是否与前一次运行中使用的原始拓扑不同;如果没有，则必须将其设置为false，以便保留原始的优化和导航历史。在初始化时也调用此方法。

５　 virtual void InitializeGeometry();
   　 virtual void InitializePhysics();
  　　这两个虚方法会被Initialize()方法调用，在前面也提到过。用户的具体G4VUserDetectorConstruction类将从InitializeGeometry()访问，G4VUserPhysicsList类将从InitializePhysics()访问。

６ 用户行为类和初始化类的注册方式，括号里面都是对象指针，可以用对象指针来调用方法来注册，在ｅxampleB1.cc 中，采用的方法是 runManager->SetUserInitialization(new B1ActionInitialization());用　new +函数() 返回一个对象指针来注册相应的过程。

　virtual void SetUserInitialization(G4VUserDetectorConstruction* userInit);
    virtual void SetUserInitialization(G4VUserPhysicsList* userInit);
    virtual void SetUserInitialization(G4VUserActionInitialization* userInit);
    virtual void SetUserInitialization(G4UserWorkerInitialization* userInit);
    virtual void SetUserInitialization(G4UserWorkerThreadInitialization* userInit);
    virtual void SetUserAction(G4UserRunAction* userAction);
    virtual void SetUserAction(G4VUserPrimaryGeneratorAction* userAction);
    virtual void SetUserAction(G4UserEventAction* userAction);
    virtual void SetUserAction(G4UserStackingAction* userAction);
    virtual void SetUserAction(G4UserTrackingAction* userAction);
    virtual void SetUserAction(G4UserSteppingAction* userAction);　

上述的几个Set 方法还和多线程的设置有关，由于目前并没有涉及到这一方面的内容，就留到后续来补充。

上面总结了Ｇ4RunManager.hh　中几个常用的方法，后续会接着更新遇到的方法。