Виталий Ткаченко - Обратные вызовы в C++

void run(CallbackHandler& callbackObject)

{

int eventID = 0;

//Some actions

callbackObject(eventID);

}

Преимущества и недостатки реализации обратных вызовов с помощью функционального объекта приведены в Табл. 5.

Табл. 5. Преимущества и недостатки обратных вызовов с помощью функционального объекта

Простая реализация . Самая простая из всех рассмотренных. Необходима только одна переменная – экземпляр класса, весь контекст хранится внутри этого класса. Прозрачный и понятный синтаксис.

Безопасность . При настройке в инициаторе создается копия переданного функционального объекта. Исходный экземпляр становится ненужным, его можно безопасно удалить.

Отсутствие трансляции контекста . Код вызова хранится внутри перегруженного оператора, контекст инкапсулирован внутри класса вместе с кодом.

Общий функциональный объект . Инициатор и исполнитель связаны через единый функциональный объект, они оба должны видеть его объявление. Вся логика обработки реализуется внутри объекта. Это приводит к монолитной архитектуре, что сильно затрудняет модификацию поведения обработчика. По сути дела, исполнитель встраивается в инициатор и становится его составной частью 9 9 Частично этот недостаток устраняется с помощью шаблонов, что будет рассматриваться в соответствующем разделе. .

Невозможность реализации API . Следствие монолитной архитектуры: использование API предполагает возможность модификации поведения исполнителя без изменения кода инициатора. Поскольку они оба связаны через единый объект, выполнение указанного требования является нереализуемым.

Высокое быстродействие . А вот здесь недостатки монолитной архитектуры превращаются в достоинства. Дело в том, что поскольку инициатор сохраняет у себя объект, он имеет доступ к коду перегруженного оператора, т. е. к коду обработчика вызова. Как следствие, оптимизирующий компилятор получает возможность встроить код обработчика непосредственно в точку вызова, опуская вызов функции (перегруженный оператор тоже является функцией), что значительно ускоряет выполнение вызова. Рассмотрим этот момент подробнее.

С точки зрения машинных команд, вызов функции – не слишком быстрая операция. Необходимо несколько команд для сохранения стека 10 10 Количество таких команд зависит от количества входных параметров функции. ; команда перехода к коду функции; команда возврата управления; несколько команд для восстановления стека. А если код тела функции небольшой, к примеру, всего лишь сравнение двух величин, то время, затраченное на вызов функции, может значительно превысить время выполнения кода функции.

Поясним сказанное на примере. Напишем маленькую простую программу, которая считывает из консоли два числа, складывает их и результат выводит на экран (Листинг 19).

#include

int Calculate(int a, int b)

{

return a + b;

}

int main()

{

int a, b;

std::cin >> a >> b;

int result = Calculate(a, b);

std::cout << result;

}

Откомпилируем код с выключенной оптимизацией и запустим на выполнение. Посмотрим дизассемблерный участок кода 11 11 Этот код получен с помощью компилятора Microsoft Visual studio версии 19.23.28106.4. Другие компиляторы могут генерировать отличающийся код, но принцип останется прежним. , в котором производится вызов функции (Листинг 20):

int Calculate(int a, int b)

{

00007FF6DA741005 and al,8 // 1

return a + b;

00007FF6DA741008 mov eax,dword ptr [b] // 2

00007FF6DA74100C mov ecx,dword ptr [a] // 3

00007FF6DA741010 add ecx,eax // 4

00007FF6DA741012 mov eax,ecx // 5

}

00007FF6DA741014 ret // 6

int main()

{

…….

int result = Calculate(a, b);

00007FF6DA741053 mov edx,dword ptr [b] // 7

00007FF6DA741057 mov ecx,dword ptr [a] // 8

00007FF6DA74105B call Calculate (07FF6DA741000h) // 9

00007FF6DA741060 mov dword ptr [result],eax // 10

…….

В строках 7 и 8 введенные значения a и b сохраняются в регистрах. В строке 9 выполняется вызов функции. В строке 1 выполняется обнуление результата, в строках 2 и 3 переданные значения копируются в регистры, в строке 4 выполняется сложение, в строке 5 результат копируется обратно в регистр, в строке 6 выполняется выход из функции, в строке 10 результат вычисления функции копируется в переменную результата.