CORBA Programming with TAO - 4.Basic Functions（常用基本方法解析）
摘要：
简要介绍CORBA规范定义的几个常用基本方法的功能及应用中需要注意的问题。
正文：
idl编译器会为每个在idl中声明的interface生成一个对应的代理基类：
class InterfaceName;
以及两个对象引用类型：
InterfaceName_ptr
和
InterfaceName_var
前者是一个指针类型，其定义往往是：
typedef InterfaceName* InterfaceName;
因此，不作过多讨论。
InterfaceName_var则是一个智能指针类，通过使用智能指针类，免去了我们手工维护指针引用计数的工作，大大简化了应用程序的编写。
下面重点对代理基类和_var智能指针类中的几个基本方法进行简单说明。
一、代理基类中定义的几个基本方法
每个代理基类（以及CORBA::Object）都提供如下几个静态方法：
· _duplicate
返回一个参数指针的拷贝（为了免去对象深拷贝所引起的消耗，实际是通过调整引用计数的方法实现的）
· _nil
返回相应接口类型的空引用
· _narrow
尝试将参数指针转型为目标指针，若转换失败，则返回目标类型的空引用。
除了以上静态方法，每个代理类还包括两个方法：
· _is_a
该方法接收一个类型id信息const char *type_id，并返回一个CORBA::Boolean，用于判断某个引用是否是type_id所指示的类型。
· _this
该方法返回当前对象的拷贝的引用。
· _add_ref/_remove_ref
用于增加引用计数和减小引用计数，在我们编写接口实现时可能会用到（客户程序中无法使用这两个方法，因为只有Skeleton代码中会生成这两个方法，客户程序代码也没有必要使用这两个方法来维护引用计数）。
此外，在CORBA命名空间中还定义了：
· CORBA::is_nil
判断某个ptr是否为空
· CORBA::release
释放参数对象。
而为了比较两个引用是否相同，CORBA::Object中定义了方法：
· is_equivalent
按照CORBA规范，不使用以上基本方法对CORBA对象或对象指针进行比较、类型转换、非空测试等所产生的行为都是未定义的。
这几个方法本身比较简单，并且后续的文章中将看到上述各基本方法的使用，这里就先不举例了。
二、_var智能指针类中的基本方法
按照CORBA规范，每个_var智能指针类都包括如下几个方法：
· in
· out
· inout
· _retn
· ptr
掌握这几个方法的最简单的方法是学习CORBA::String_var类的实现。CORBA::String_var是CORBA::String类的智能指针类，其中封装了一个char*指针。我们来看看TAO是如何实现这几个方法的（见%TAO_ROOT%/tao/CORBA_String.inl）：
ACE_INLINE const char *
CORBA::String_var::in (void) const
{
return this->ptr_;
}
ACE_INLINE char *&
CORBA::String_var::inout (void)
{
return this->ptr_;
}
ACE_INLINE char *&
CORBA::String_var::out (void)
{
CORBA::string_free (this->ptr_);
this->ptr_ = 0;
return this->ptr_;
}
ACE_INLINE char *
CORBA::String_var::_retn (void)
{
char *temp = this->ptr_;
this->ptr_ = 0;
return temp;
}
/// TAO extension.
ACE_INLINE char *
CORBA::String_var::ptr (void)
{
return this->ptr_;
}
表面看来似乎没有什么值得注意的，只是返回了几个不同类型的指针：in方法返回一个指针（因仅作为传入参数），inout方法返回一个指针的引用（因不仅要作我传入参数，还要通过函数调用修改其内容），out方法同样返回一个指针的引用（因需要通过函数调用修改其内容），inout方法返回一个指针（因仅作为返回参数，不能修改），ptr也返回一个普通指针，同样也不能修改内容。
但仔细看一看_retn的实现，你会发现，该方法首先保存了指针的内容，然后将指针清0（这样当String_var被释放时就不会free原来的地址空间），最后将该指针返回。也就是说，通过该方法调用，String_var对象所指向的地址空间的控制权被交给了调用该方法的一方，同样，释放地址空间的工作也应该由调用该方法的一方来完成。
而对于out方法，为了保证原指针被安全释放，该方法先释放原来指向的地址空间，并将指针清0，最后返回该指针的引用。因此，被调用的方法内部应负责为该对象分配空间，而释放该空间的工作则是由调用方完成的。
其他对象上述方法的实现与String_var在原理上是基本一致的，只是IDL编译器tao_idl在生成stub和skeleton代码时会分别为定长结构体和变长结构体应用不同的类模板，从而生成不同类型的_var类。对于定长结构体，应用的类模板为TAO_Fixed_Var_T，而对于变长结构体，应用的类模板为TAO_Var_Var_T。二者的区别在于对于定长结构体而言，_retn和out方法与inout方法的实现是一样的，没有清0的过程，以下是TAO_Fixed_Var_T模板类中的相关代码：
// Mapping for fixed size.
template<typename T>
ACE_INLINE
T &
TAO_Fixed_Var_T<T>::out (void)
{
return *this->ptr_;
}
template<typename T>
ACE_INLINE
T
TAO_Fixed_Var_T<T>::_retn (void)
{
return *this->ptr_;
}
关于_var类的更多信息，可参考%TAO_ROOT%/tao/VarOut_T.inl，或：
http://www.dre.vanderbilt.edu/Doxygen/Current/html/tao/classTAO__Var__Var__T.html
http://www.dre.vanderbilt.edu/Doxygen/Current/html/tao/classTAO__Fixed__Var__T.html
三、典型问题解析
上面简单介绍了CORBA编程中常用的几个基本方法，下面在此基础上对内存管理相关的几个问题进行简要分析。
· 包含变长成员变量的结构体的内存释放问题
以下面的idl为例：
struct DemoStruct {
string name_;
};
对于如下的代码：
int main() {
//...
DemoStruct_var demo = new DemoStruct;
demo.name_ = CORBA::string_dup("Hello");
//...
}
由于我们使用了_var智能指针类，通过new动态分配的空间会在demo对象被销毁时被释放，但是其中通过CORBA::string_dup为成员变量name_所分配的空间是否会泄漏呢？
答案是：不会。这是因为idl文件中结构体的string成员变量经过tao_idl编译后，被映射为TAO_String_Manager，这种类型与String_var基本是一样的，只是String_var不带任何参数的构造函数会将指针ptr_初始化为0，而TAO_String_Manager不带任何参数的构造函数则会将ptr_初始化成一个空字符串，具体可见%TAO_ROOT%/tao/Managed_Types.i及%TAO_ROOT%/tao/CORBA_String.inl。
因此，当结构体被释放时，我们就无需为其中的string的释放问题担心。对于其它包含变长类型的结构体而言，情况是一样的。
· _var类使用的误区
在使用String_var时有一个问题需要注意，String_var提供了三个构造函数（见%TAO_ROOT%/tao/CORBA_String.h）:
CORBA::String_var::String_var (char *p)
: ptr_ (p)
{
}
ACE_INLINE
CORBA::String_var::String_var (const char *p)
: ptr_ (CORBA::string_dup (p))
{
}
CORBA::String_var::String_var (const CORBA::String_var& r)
{
this->ptr_ = CORBA::string_dup (r.ptr_);
}
第一个构造函数仅对指针p进行浅拷贝，保存到内部的ptr_中，而后面两个则通过深拷贝来构造String_var对象。
两种不同的构造方式区别虽然比较小，但可能引起一些十分隐蔽的问题。如下面的代码就存在问题：
String_var str("Hello");
因为上述代码会使用第一个而不是第二个构造函数来构造str，从而使得str获得静态地址空间"Hello"的控制权，并在str被析构时尝试释放该空间，这显然是错误的。要避免该错误，我们应该总是强制使用第二个构造函数，或在构造Stirng_var对象前主动复制String的内容，如：
String_var str1((const char*)"Hello");
String_var str2(CORBA::string_dup("Hello"));
除非你清楚地知道第一个构造函数是你需要的。
对于其它_var类型而言，不存在与上面第二种构造方式等价的构造函数，我们总是使用第一种形式的构造函数，即新构造的_var对象会获得指针的控制权。
与上面第三种构造方式类似，如果你传入的是一个_var引用，则使用的是如下的构造函数：
template<typename T>
TAO_Var_Base_T<T>::TAO_Var_Base_T (const TAO_Var_Base_T<T> & p)
: ptr_ (p.ptr_ ? new T (*p.ptr_) : 0)
{
}
该构造函数会对传入的_var引用进行深拷贝。
· 对远程方法调用内存管理问题的解释
CORBA内存分配/释放的原则很简单：各自负责自己分配空间的释放，C/S两端内存的分配与释放（以及更新）不会自动通知另一方。
对于Client代码而言，由Client代码负责释放的空间还包括ORB在unmarshalling期间创建的Server的指针的镜像，即Server端指针的本地拷贝，这些空间可能是out/inout参数或者作为接口方法的返回值通过方法调用获得的。
这在理解上应该没有什么问题。但是，其中对于Server方的内存管理，我们没有考虑。以如下代码为例：
DemoStruct* DemoIntf::foo() {
DemoStruct_var var = new DemoStruct;
//...
return var._retn();
}
当函数返回时，Client方ORB会通过unmarshalling创建一个该指针所指内存区域的镜像，然后访问该指针，最后由Client方负责该区域的释放；但是我们说过，C/S双方分配和释放内存并不会自动通知另一方，对于Server方而言，由于_retn方法会释放原_var对象对其ptr_指针所指地址空间的控制权，原来由_var对象所管理的空间似乎变得失去了控制，那么这一部分内存是否会泄漏呢？
同样，答案是不会，这是因为ORB在将该指针进行marshalling并传递给Client后，会负责指针所指空间的释放，同样对于in、out、inout参数的管理也是类似的。
结合上面对Server方内存管理方式的讨论，我们来看看下面的例子。
对于如下的idl文件：
struct DemoStruct {
string name_;
};
interface DemoIntf {
DemoStruct get();
};
有类似下面的实现：
class DemoIntf : ...
{
private:
DemoStruct_var demo_;
public:
DemoStruct* get() {
return demo_;
}
};
上述实现初看起来可以正常工作，但是根据上面的讨论，ORB会释放返回值指针的地址空间，这将导致demo_被意外释放，最终导致错误的发生。因此，我们应该将实现代码改为：
DemoStruct* get() {
::Device::DeviceID_var dev_id = new ::Device::DeviceID;
dev_id->device_name = CORBA::string_dup(id_->device_name);
return dev_id._retn();
}
而客户方代码的代码是这样的：
::Device::DeviceID_var device_id = this->device_id();
参考：
1. Michi Henning, Steve Vinoski. Advanced CORBA Programming with C++. Addison-Wesley, 1999.
2. Douglas C. Schmidt & Bala Natarajan. CORBA Tutorial. http://www.cs.wustl.edu/~schmidt/PDF/corba4.pdf
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