生成一個C++對象的成本

C用得多了，C++有些生疏，又常常用PYTHON，或者閱讀些JAVA的代碼，感覺C的開發者們由於C語言在軟件工程上的先天缺陷，導致開發效率不高，所以決定拿出C++來看看用用，准備把libevent封裝出一個類ACE的C++實現，首先來復讀下C++對象模型吧。要了解new一個object的成本，最主要的就是知道，編譯器會給對象分配多少內存，知道C++的對象模型無疑就了解這一點了。

如果要研究C++的對象模型，大家潛意識都想知道的是，C++比C好在哪裡？又比C差在哪裡？

我們主要就是想從C++的對象模型裡找到後一個答案。前一個答案在軟件工程中是毫無疑義的，面向對象的優越性要比C語言裡一堆數據結構+和一堆可能與它們相關的函數，可讀性、可用性好很好，對開發大型軟件工程，需要幾百人開發一個項目來說，C++好太多了。看看JAVA或者python程序員們，他們為什麼可以一直站在巨人的肩膀上，想完成任何一個功能都超級方便的調用大師們以前寫好的package/API，借用各種設計模式，應用級別程序員們可以非常EASY的使用復雜的設計，一些只有高級C程序員才能掌握的東東。當然，JAVA的很多特性也導致不適應核心服務器的開發，比如它的垃圾回收機制。

OK，閒話少敘，在看對象模型前，先看幾個C++與C語言的典型不同之處。

1、自然是類的定義了，最大的改變就是類把數據結構與方法捆到一起了，可讀性上提升巨大。對成員變量和成員方法，有5種類型：static member, nonstatic member, static function, nonstatic function, virtual function.

2、繼承，這裡很有許多細節了，核心解決問題就是動態綁定，也就是virtual關鍵字。virtual出現的唯一原因就是為了解決繼承機制，否則struct裡引入方法就足夠了，class出現就是為了這。virtual關鍵字解決了子類實例和父類實例的一些特殊關系，考慮以下場景：軟件工程中，很喜歡每個模塊專注於自己的事，盡量忽略與自己無關的實現，這樣，很可能會用一個父類指針，該指針太可能指向多種不同的子類了，但是現在，使用這個抽象父類指針的模塊不想關注細節，當它調用對象的某個方法時，到底是調用父類的方法還是子類的方法呢？動態綁定這個特性就是，開發者可以決定這一點，當你用virtual關鍵字申明父類方法時，如果子類重定義了該方法，如果這個指針實際指向的是某子類對象，那麼調用的方法一定是該子類方法的實現。

舉個例子吧，就像什麼析構函數總喜歡寫成virtual？這個例子應該容易說明virtual的玩法。一段簡單的代碼：

[cpp]

1. #include <iostream>   
2. using namespace std;  
3.   
4.   
5. class Father  
6. {  
7. public:  
8.     int m_fMember;  
9.     Father(){m_fMember=1;}  
10.     ~Father(){cout<<m_fMember<<endl;}  
11. };  
12.   
13.   
14. class Child : public Father{  
15. public:  
16.     int m_cMember;  
17.     Child(){m_cMember=2;}  
18.     ~Child(){cout<<m_cMember<<endl;}  
19. };  
20.   
21.   
22. int main(int argc, char** argv)  
23. {  
24.     Father* pObj1 = new Child();  
25.     delete pObj1;  
26.     Child* pObj2 = new Child();  
27.     delete pObj2;     
28.     return 0;  
29. }  

這段代碼的結果是1 2 1，啥意思呢？就是說，如果不用virtual函數，是沒有執行期綁定一說的，比如pObj1這個指針，其實它是Child對象，但是在釋放時，~Child()方法並沒有被調用，僅調用了~Father方法。為什麼呢？因為沒有用virtual，就是編譯期綁定，當你在編譯時gcc/g++只知道pObj1是個Father對象，所以在delete時就去調用Father的析構了。而如果定義成virtual ~Father時，結果就是一定會析構Child，這就是為什麼析構函數都要用virtual，因為沒人知道會不會有子類繼承，否則一旦繼承，發生這樣的事，析構函數裡萬一釋放了些資源，比如SOCKET，比如memory，那就是資源洩露了。

那麼以上，C++對象模型是怎麼做到的呢？畫張象征性的圖吧。先定義一個類，再看看它的內存布局：

[cpp]

1. class Father  
2. {  
3. public:  
4.     int m_fMember;  
5.     static int m_sMember;  
6.     static void testSFunc(){}  
7.     void testFunc(){}  
8.     virtual void testVFunc(){}  
9.     Father(){m_fMember=1;}  
10.     virtual ~Father(){cout<<m_fMember<<endl;}  
11. };  

我們生成一個Father對象，看看它的的內存布局是啥樣的（同志們，這只是近似存儲布局圖，沒有把編譯和運行的差別放上去，下篇再講這個）：

 

這裡大家明白了吧？即使一個Child對象在編譯時被賦為Father類型，但是實際調用時，virtual方法會被單獨的拎出來，在vtbl中指向實際的實現，所以，該對象在delete時會調用Child的析構函數，而如果你像上面例子那樣，析構方法不使用virtual，將會用到上圖中的最後一個指針，指向類成員函數裡，這樣就不是執行期綁定了。

剩下的static成員（還有所有的正常成員函數），都是與對象實例無關的內存布局。這樣，其實如果不使用virtual，C++比之C並沒有增加成本，盡可放心使用。