分解通信:传递C风格结构与C 对象

Interprocess communication: passing C-style structs vs C++-objects

本文关键字：结构 对象 风格 分解 传递 通信      更新时间：2023-10-16

警告/免责声明：

这个问题包含HERESAY，但是在过去半小时左右的我的小研究中，我找不到下面所述主张的答案。我很好奇，如果这里有人已经知道这一点。

这个问题没有代码。只是技术查询。

背景：

我有一个旧应用程序，该应用程序使用 cransCess Communication 的过程之间传递的C风格结构。而且这种运作良好，并且已经工作了很多年，即使我在这个星球上也很早就：p。

我应该写一个将成为本应用程序的一部分的新过程。不知不觉地，我在C 上写了它，假设Whaterver IPC，我们正在使用它可以处理的。不幸的是，然后我（来自同事）发现现有的基础架构只能通过C风格的结构。

'未验证'索赔/语句：

此外，其中一个同事列出了C 在这种情况下是不良选择的以下原因。

  1. c 对象具有VTABLES。C风格的结构只是变量和值。因此，C型结构可以围绕进程传递，而C 对象则不能。

  2. 使用C风格的结构，我们可以嵌入诸如结构的大小之类的信息，以便双方都知道期望什么和发送什么，但是对于C 对象，这是不可能的VTable可以变化'。

  3. '如果我们更改编译器，那么情况甚至更糟。对于C 对象，我们将需要更多的排列。'

调查索赔：

不必说，这个同事对C有一点偏见，但他比我经验丰富，并且可能知道他在说什么。我是语言 - 敏捷。但这立即让我思考。我们怎么不能与C 进行反学交流？我搜索了谷歌搜索，最初的命中总是来自Stackoverflow，就像这样：

过程间通信建议

我查看了此处列出的IPC的不同方法。https://en.wikipedia.org/wiki/inter-process_communication#apphaches

我的意思是，我跟进了列表中的每种方法，例如管道或共享内存等，而每个人都一直指出的唯一警告是，指示器（当然是duh！）不能像这样传递同步的某些问题可能会蔓延 - je nachdem。

但是，我找不到可以反驳或证实他的"主张"的东西。（当然，我可以继续挖掘一天的剩余时间。：P）

问题：

  1. 他的三个主张真的如此还是只是FUD？考虑到这一点，我想要传递的那些对象中所拥有的所有内容也只有POD变量和某些STL容器（例如std::vector和std::pair）及其值及其值（没有指针或任何东西），以及这些变量的Getters。没有虚拟函数除了虚拟驱动器，它存在于我从一个基本消息类中继承所有消息以来存在，因为当时我认为可能有一些常见的基本功能。（我现在可以很容易地摆脱这个基础，因为到目前为止，没有真正常见的东西！值得庆幸的是，出于某种原因，我在单独的班级中保留了消息的解析和格式。运气或远见？：D）

  2. 它实际上也让我感到奇怪，编译器如何知道struct何时是C风格的结构，因为我们正在为整个项目使用G 编译器？是"虚拟"关键字的使用？

  3. 我不是要为我的案件提供解决方案。我可以将这些对象的结果包裹在结构中，并通过IPC将它们传递给它们，或者我可以摆脱基础类别和虚拟破坏者，如上面的"我的"点1"中所述。

提升或任何C 11的内容或任何处理此操作的库。这方面的任何建议都与手头的问题相切。

（P.S。现在我发布并重新阅读了我的发布的内容，我想在任何阅读此书的读者的头脑中逐渐蔓延的想法，而不是因为与那个同事争论。怀疑是好的，但是如果我们都假设其他人有良好的意图，对社区会很好。:)）

只有每个人都一直指出的只是警告，这是，当然不能像这样的指针（当然）

指针值（以及对内存和资源的其他引用）确实在整个过程中都毫无意义。这显然是虚拟内存的结果。

另一个警告是，当C标准指定结构的精确（平台特定）内存布局，C 标准不能保证一般类的特定内存布局。例如，一个过程不一定与成员之间的填充量（即使在同一系统中）的另一个过程一致。C 仅保证标准布局类型的内存布局 - 这可以保证与C结构匹配。

...还有一些STL容器，例如STD :: vector ...（没有指针或其他任何东西）

除std::array外，所有标准容器都在内部使用指针。他们之所以这样做是因为它们的大小是动态的，因此必须动态分配数据结构。另外，这些都不是标准布局类。此外，不能保证一个标准库实现的类定义与另一个实现匹配，并且两个过程可以使用不同的标准库 - 这在Linux上根本不常见，在Linux上，某些过程可能会使用libstdc （来自GNU），而另一些过程可能会使用libc （来自clang）。

没有虚拟函数除了虚拟驱动器

换句话说：至少有一个虚拟函数（destructor），因此有一个指针 vtable。而且由于具有虚拟函数的类绝不是标准布局类，因此也无法保证内存布局。

所以回答问题：

  1. 主要不是FUD，尽管从技术上讲有些说法有点不准确：

    1. C 对象 May 具有vtables;并非所有人都这样做。C结构可以有指针，因此并非所有C结构都可以共享。某些C 对象可以共享累积过程。具体来说，可以共享标准布局类（假设没有指针）。
    2. 实际上无法共享带有VTABLES的对象。
    3. 标准布局类具有保证的内存布局。只要您将自己限制在标准布局类中，更改编译器就不是问题。如果您不幸的话，试图分享其他课程可能会显得有效，但是当您开始混合编译器时，您可能会遇到问题。

  2. C Stadard定义了类是标准布局的确切条件。所有C结构定义都是C 中的标准布局类。编译器知道这些规则。

  3. 这不是一个问题。

结论：您 can 将C 用于IPC，但您仅限于该接口中的标准布局类。这使您不包括许多C 功能，例如虚拟函数，访问说明器等。但不是全部：您仍然可以具有成员功能。

确实要注意，使用C 功能可能会导致相互处理接口仅与C 一起使用。许多语言可以与C接口，但几乎没有任何语言可以与C 接口。

此外：如果您的"分解"通信超出了系统的边界 - 跨网络 - 即使是C结构或标准布局类也不是一个好的表示。在这种情况下，您需要序列化。

  1. 他的三个主张真的是如此还是只是FUD？考虑到这一点，我想要传递的那些物体中所拥有的一切也只有POD变量和某些STL容器（例如STD :: vector :: vector and std :: Pair及其值及其值（没有指针或任何东西）以及Getters对于这些变量。除了虚拟驱动器之外，没有虚拟函数，该功能是因为我从一个基本消息类中继承了所有消息以来存在，因为当时我认为可能存在一些共同的基本功能。（我现在可以很容易地摆脱这个基础，因为到目前为止，没有真正常见的东西！值得庆幸的是，出于某种原因，我保留了单独的班级解析和格式化。运气或远见？：D）

否，一旦STL容器在您的结构中，就无法像Pod数据一样传递它们。未指定STL容器的实现，它们可能（在大多数情况下）包含用于内部目的的指针。

  1. 它实际上也让我感到奇怪，编译器如何知道构成何时是C风格的结构，因为我们正在为整个项目使用G 编译器？是"虚拟"关键字的使用？

只要您的struct/class只有pod数据，并且没有虚拟功能，它将被存储为pod，但是如果与另一个编译器和/或不同的编译器一起编译了IPC的另一侧，则对齐差异可能是一个问题。设置或不同的对齐指令（例如#Pragma Pack等）。

  1. 我不是要求解决我的案子的解决方案。我可以将这些对象的结果包裹到结构中，并通过IPC将它们传递给它们，或者我可以摆脱基础类别和虚拟破坏者，如上面的"我的"点1"中所述。

将这些对象的结果包裹到结构中，并通过IPC传递它们对我来说听起来不错，这就是我要做的。另一个解决方案也不错，很难说出哪个没有上下文。

'未验证'索赔/语句：

C 对象具有VTABLES。C风格的结构只是变量和值。因此，C型结构可以围绕过程传递，而C 对象则不能。

此陈述部分是正确的，但以误导性的方式施放。

并非所有的C 对象都具有VTABLES（从技术上讲，C 标准根本不需要VTABLES，尽管它是用于支持虚拟函数调度的常见实现技术，因为它提供了各种优势）。

。

如果您查找了这个问题，并且各种答案，您将在C 中找到有关聚合和POD类型的讨论。捕获的是，C 标准之间的定义（如该问题的各种答案所反映）。在C 11中，更改了POD类型的概念，并有效地用微不足道和标准的类型的概念代替。

pod类型（C 11之前）和标准layout类型（C 11及更高版本）可以在C 和C之间互换（即，从用一种语言编写的代码传递给另一种语言的代码，因为内存布局兼容）。

的确，具有任何虚拟函数的C 对象是不能与C互换的C 对象，通常无法复制Pointer，这阻止了（大多数）C 标准容器的使用。

使用C风格结构，我们可以嵌入信息，例如大小 结构，以便双方都知道期望什么和发送什么，但是 对于C 对象，这是不可能的 可能会有所不同。

此语句是错误的，因为有一些类型没有VTable，并且可以在C 和C。

之间互换的类型

如果我们更改编译器，那就更糟了。对于C 对象，我们将有更多的排列要处理。

再次，只要在C 代码中正确选择类型，就可以与c。

互换

此语句 - 与C与C 互操作的情况也是如此。对于C，C类型的大小正式在C中正式实现，就像在C 中一样。int，long，float，double之类的类型不能保证具有不同编译器的大小相同。有一些编译器的设置会改变某些或所有基本类型的大小（例如，具有不同浮点选项的编译器，具有设置的编译器会影响int是16还是32位，等等）。

。

struct c中的类型在成员之间也可能具有填充，填充物在C编译器之间可能会有所不同。许多编译器具有影响填充的编译选项，这会影响struct类型的大小。这可以在c。

中引入相同struct类型的布局不兼容

那么这里可能发生了什么？

概要通信的设计可能是在使用相同（或兼容）编译器构建的C代码之间的假设。IPC机制可能很简单：例如，一个过程在指定的内存位置在管道下挤出一定数量的数据，而接收器将该管道另一端接收到的数据复制到等效的数据结构中。p>隐含的假设是可以直接复制数据。这依赖于两个程序中兼容的数据类型的布局。

问题在于，由于IPC机制是用兼容C编译器的假设设计的，因此您现在被告知这是由于C优于C （或其他语言）的优势。它不是。这是如何完成IPC的人工制品。

IPC方法可能非常有限，但是您的C 代码可以通过IPC机制发送和接收数据，只要您将数据包装在C 代码中的适当类型（例如标准layout）中。而其他过程是用C或C 编写的。它可能需要在C 中进行更多的工作（例如，将C 类的数据包装成标准的结构结构，并向另一个过程喷压到该结构 - 或者如果接收到数据的相反），但这肯定是可能的。

>

无论如何，您都需要使用兼容的编译器。

这是假设您不能更改分解通信的手段（例如，设计用于在过程之间进行交谈的协议，而不是盲目地从内存位置沿线复制数据到另一个过程，然后接收过程复制数据回到兼容的数据结构中）。有一些方法可以做IPC，如果需要，可以更好地支持一系列编程语言 - 尽管具有不同的权衡取舍（例如，通信的带宽，代码可以转换数据，以便将其发送，以及代码以接收数据并转动数据返回数据结构）。

相关文章：