HelloWorldBasic项目分析杂记
Symbian是一个广泛运行于手机和移动设备上的操作系统，由于手机和PC不同，它没有统一的标准，其硬件配置及其所导致的用户界面都差异巨大（譬如有的手机有触笔而有的没有），Symbian提供基本服务和一套比较通用的UI层（UIKON），取得Symbian授权的手机厂家一般都会针对自己具体型号的手机设计自己的用户界面，比较著名的是Nokia的Series 60平台（用于Nokia 7650、Nokia N-Gage、Siemens SX1等）和Sony Ericssion的UIQ平台（UIQ平台本身是Symbian的原生UI，不过现在Symbian把它卖给了Sony Ericssion）。前者针对单手操作的按键式手机，没有触摸屏和手写笔，一般有一个4方向导航键，后者运行于有较大屏幕，带有触摸屏的手机。
一、模块分析
AVKON是Nokia在Symbian的UIKON UI层基础上开发出来的专用于S60的UI层，和MFC有点相似之处。HelloWorld项目是基于此框架开发的。
首先，每个编译出来的GUI应用程序（*.app）实际上是一种多态dll，不是一个通常意义上的类似于exe那样的可执行模块。当执行一个应用程序时，OS把app文件名作为参数传递给apprun.exe，由apprun.exe创建应用程序进程并把*.app加载到新创建的进程的地址空间，因此，每个app都导出了一个函数NewApplication()，它是用序号导出的。以Helloworld工程为例，察看目录%SDKROOT%/6.1/Series60/Epoc32/BUILD/SYMBIAN/6.1/SERIES60/SERIES60EX/HELLOWORLD/GROUP/HELLOWORLD/WINS下面的HELLOWORLD.def文件可以看出这一点。NewApplication的函数体在Helloworld.cpp文件中，它所做的工作很简单，仅仅是new一个CHelloWorldApplication对象然后返回其指针。在这个文件中还有另一个全局函数E32Dll，此函数意义等同于Windows中dll编程的DllMain函数，是DLL的Entry Point，在此可以进行初始化TLS（Thread Local Storage）的动作，每个Symbian程序都必须有这个函数。当应用程序准备运行的时候，E32Dll会最先被框架所调用，框架会传进来一个参数aReason，此参数有4种可能值：EDllProcessAttach, EDllThreadAttach, EDllThreadDetach or EDllProcessDetach，在这里直接返回KErrNone，表示没有错误。
接下来分析应用程序类CHelloWorldApplication。这个类按照官方文档的说法就是“An Application that creates the new blank document and defines the application UID”，意思就是这个类是负责new出一个空白文档，并定义应用程序的UID。这个类只有两个成员函数：AppDllUid和CreateDocumentL，分别考察之。AppDllUid仅仅返回一个预先定义写死的一个UID，CreateDocumentL函数用CHelloWorldApplication应用程序对象的this指针new出一个文档对象出来CHelloWorldDocument（注：函数名后面加L表示此函数可以异常退出）。这个应用程序类并没有提供构造函数，按照C++语言规范，编译器将生成一个默认的构造函数，我想，可能是因为CHelloWorldApplication类没有增加任何数据成员（仅仅多了两个函数成员），所以无需自己提供构造函数来完成额外的构造动作吧。追寻到其祖先类CEikApplication，可以发现其构造函数是Protected的，这是采用两步构造的典型特征。通过将构造函数声明为Protected，可以防止用户绕过两步构造来生成一个C类对象（这个小trick和MFC中Dynamic Create是一样的），迫使用户必须通过静态函数NewL或者NewLC来生成对象。
然后是文档类CHelloWorldDocument，这个类的作用是“A Document object that represents the data model and is used to construct the App UI”，感觉有点类似于MFC中的文档类，负责表示数据，创建UI。首先映入眼帘的是构造函数/析构函数。这一对函数在这里是空函数，先不去管它。剩下的3个成员函数，NewL/NewLC和ConstructL用于完成两步构造。所谓两段构造，是Symbian里面引入的一个概念，因为C++的构造函数和析构函数如果失败，是不允许抛出异常的，如果直接把大量的初始化代码放在构造函数里的话，会使得构造函数失败的几率增加，一旦构造失败，就很难对构造过程中半途而废的“烂尾楼”进行收拾，Symbian提出的两步构造就是把所有可能导致失败的代码全部移出构造函数，放在成员函数ConstructL()里进行，在构造函数执行完毕后再调用该ConstructL完成后续构造动作，以保证构造函数绝对不会失败，这一过程称为“两步构造”。与此相关，Symbian的一些类经常添加了一对函数：NewL和NewLC，来实现两步构造，这两个函数被声明为static的，回忆C++的语法定义，static成员函数实际上是独立于类之外的，它们可以在类的任何一个实例存在之前被调用，因此Symbian中往往用显式调用这两个函数的办法来创建类的实例，我们先看一下代码：
CHelloWorldDocument* CHelloWorldDocument::NewL(CEikApplication& aApp)
{
CHelloWorldDocument* self = NewLC(aApp);
//构造过程成功，把指针从Cleanup Stack中弹出，因为已无保护必要
CleanupStack::Pop(self);
return self;
}
CHelloWorldDocument* CHelloWorldDocument::NewLC(CEikApplication& aApp)
{
CHelloWorldDocument* self = new (ELeave) CHelloWorldDocument(aApp); //第一步构造
//self指向一个构造了一半的实例，将其推入Cleanup Stack，防止后续构造失败
CleanupStack::PushL(self);
self->ConstructL(); //第二步构造
return self;
}
可以看出，NewL调用NewLC，NewLC先new出一个CHelloWorldDocument对象的实例（这是第一步构造，new已经被重载了，ELeave是它的参数，表示当new失败的时候会异常退出），然后将指针推入Cleanup Stack，紧接着再调用ConstructL（这是第二步构造），NewL和NewLC的区别是：NewL在堆上创建实例，当出现内存不足错误时，就异常退出；NewLC在堆上创建实例并将其推入到Cleanup Stack中。如果内存不足就异常退出。（注：后缀L就是Leave的意思，表示可能异常退出，C是Cleanup Stack的意思，表示会将在堆上创建的对象推入Cleanup Stack）。
最后剩下一个函数CreateAppUiL，这个函数负责创建UI，向框架返回一个指向UI对象的指针，值得注意的是UI类的构造过程并不是两步构造，它的构造函数在CreateAppUiL中被调用后，框架得到UI对象的指针，接着框架再主动调用UI类的ConstructL函数完成UI对象的全部构造工作，UI对象的所有权也转交给框架，因此文档类并不否则销毁UI对象。
第3个类是UI类CHelloWorldAppUi，如前所述，UI对象不是基于两步构造，没有提供NewL和NewLC函数。官方帮助中对它的描述是“An App Ui (Application User Interface) object that handles the commands generated from menu options”。可见它是专用于处理用户命令输入的。我们先分析ConstructL函数，它先调用基类的BaseConstructL()函数，完成一些诸如读取资源一类的工作；接着，用两步构造创建View类的实例（View类是负责在屏幕上进行显示的，下面会有介绍），View类由UI类拥有，在CHelloWorldAppUi类中有一个指针成员iAppView指向所构造的View对象，View类的析构在UI类的析构函数中完成；最后调用AddToStackL(iAppView)把View对象加到Control Stack上（当UI对象被销毁的时候必须把View对象从Control Stack上拿下来，参见CHelloWorldAppUi类的析构函数），这样做是为了确保应用程序能响应用户的按键动作，只要View对象在Control Stack上，无论用户什么时候按下按键，OfferKeyEventL 函数就会被调用，这个函数有两个参数分别表示按键事件的类型（Key down、Key press或者Key up）以及所按下的按键的编码。接下来要讲UI的主要任务——处理用户命令输入。这是在HandleCommandL成员函数中进行的。这个函数大体框架类似于Windows SDK编程中的窗口函数——一个大的switch结构，整体结构还是很好理解的，基本上望文知义，几个aCommand定义，比如EHelloWorldCommand1和EAknSoftkeyExit，是在Helloworld.rss（这是资源文件，有点类似于VC里的res文件）里定义的，EHelloWorldCommand1指左软键Option弹出菜单中的“Hello”菜单项，EAknSoftkeyExit指“Hello”下面的“Exit”菜单项，唯一是EEikCmdExit没有找到定义所在，可能是框架预定义的。_LIT宏定义了一个TLitC类的实例message，并初始化为第二个参数给出的串，接着new出一个CAknInformationNote对象（这个对象的作用大概有点象MessageBox），显示message中的字符串。需要特别指出的是，在最后的Default分支中有一个Panic函数，Panic的字面意思是“惊慌, 恐慌”，我的理解，panic code大概就是error code的意思,这个函数大概就是一个返回一个error code，在Helloworld.pan文件中定义了EHelloWorldBasicUi=1。
第4个类是View类，专门用于在屏幕上显示数据的。这个类一共6个成员函数，构造函数和析构函数用于第一步构造，此处是空的，NewL和NewLC的作用如前所述，这几个老面孔就不提了。我们分析的重点在Draw函数，它类似MFC的OnPaint函数，框架在需要重绘的时候会去调用它，程序员不应该手动调用它，因为在调用Draw之前必须先激活（Activated）系统的GC（Graphics Context）——类似DC的一个概念。如果我们想重绘窗口怎么办呢？答案是使用DrawNow函数，这样会激发框架去调用Draw，（当然如果非要手动直接调用Draw也是可以的，但是必须先ActivateGc，Draw完之后再DeactivateGc）。最后一点要注意的是，Draw函数是绝不允许异常退出（Leave）的，因为前面讲过，Draw函数是程序员编写的，在程序运行过程中，有可能被框架自动调用，如果Draw函数向框架抛出异常，框架不可能未卜先知地知道发生了什么异常，又如何处理错误呢？所以Draw函数必须使用TRAP宏来主动捕获错误。
二、启动顺序
1．应用程序被启动，框架加载应用程序dll（即生成的app文件），调用其E32Dll函数，这个过程与Windows下加载Dll的过程极其类似。
2．框架调用应用程序dll导出的NewApplication函数。此函数创建一个CHelloWorldApplication类的实例，向调用它的框架返回一个指向该应用程序对象的指针，接着框架用此指针完成应用程序的后续创建工作。
3．框架调用AppDllUid取得此程序的UID。UID的一个作用是用于检查此程序是否已经有一个实例在运行中了，若是，则不再重复启动一个新实例，而是切换到已经在运行的应用程序。
4．框架调用CHelloWorldApplication 的成员函数CreateDocumentL，此函数创建一个Document类的实例并返回一个指向被创建的Document对象的指针。这样框架就可以直接调用Document类的成员函数。在此，Document类的创建是基于Symbian OS的两步创建，使用了Document类的静态成员函数NewL。
5．框架再次调用AppDllUid，检查是否需要从文件系统中加载文件。HelloWorld项目因为不需要对任何信息进行持久化保存，所以没有相关联的文件。
6．框架调用Document对象的CreateAppUiL函数，创建一个UI对象并取得其指针（注意CreateAppUiL函数仅仅是new出了一个UI对象，也就是只调用了UI对象的构造函数，按照Symbian的两步构造语意，UI对象尚未真正构造完毕）。
7．框架调用UI对象的ConstructL函数来完成UI对象的构造（在这里，框架通过分别调用UI对象的构造函数和ConstructL函数来完成UI对象的构造，这样可以使得框架可以在UI对象完全诞生之前完成任何必须的初始化工作），在ConstructL函数中，先调用了基类的BaseConstructL函数，完成诸如读取和应用程序相关联的资源等一类的工作；接着，调用View类的NewL函数创建View对象（使用两步构造）。
8．框架调用View对象的Draw函数，此处的Draw函数会在显示一个空白的屏幕。