Механизм вызова метода объекта через интерфейс

Алгоритм вызова метода интерфейса такой же, как алгоритм вызова метода класса. Когда через интерфейсную переменную выполняется вызов метода, Intf. NextLine, реализуется следующий алгоритм:

1) из интерфейсной переменной извлекается адрес (по нему хранится адрес таблицы методов интерфейса);

2) по полученному адресу извлекается адрес таблицы методов интерфейса;

3) на основании порядкового номера метода в интерфейсе из таблицы извлекается адрес соответствующей подпрограммы;

4) вызывается код, находящийся по этому адресу. Этот код является переходником от метода интерфейса к методу объекта. Его задача – восстановить из ссылки на интерфейс значение указателя Self (путем вычитания заранее известного значения) и выполнить прямой переход на код метода класса.

 

Обычными средствами процедурного программирования этот алгоритм реализуется так:

Type

TMethodTable = array[0..9999] ofPointer;

TNextLineFunc = function(Self: ITextReader): Boolean;

Var

Intf: ITextReader; // интерфейсная переменна

IntfPtr: Pointer; // адрес внутри интерфейсной переменной

TablePtr: ^TMethodTable; // указатель на таблицу методов интерфейса

MethodPtr: Pointer; // указатель на метод

Begin

...

IntfPtr:= Pointer(Intf); // 1) извлечение адреса из интерфейсной

Переменной

TablePtr:= Pointer(IntfPtr^); // 2) извлечение адреса таблицы методов

Интерфейса

MethodPtr:= TablePtr^[3]; // 3) извлечение адреса нужного метода из таблицы

TNextLineFunc(MethodPtr)(Intf); // 4) вызов метода через переходник

...

End.

 

Вызов метода через интерфейс в машинном коде выполняется весьма эффективно (всего несколько инструкций процессора), поэтому в подавляющем большинстве случаев потерями на вызов можно пренебречь.

Для доступа к объекту через интерфейс нужна интерфейсная переменная:

Var

Intf: ITextReader;

 

Интерфейсная переменная занимает в оперативной памяти четыре байта, хранит ссылку на интерфейс объекта и автоматически инициализируется значением nil. Перед использованием интерфейсную переменную инициализируют значением объектной переменной:

Var

Obj: TTextReader; // объектная переменная

Intf: ITextReader; // интерфейсная переменная

Begin

...

Intf:= Obj;

...

end;

После инициализации интерфейсную переменную Intf можно использовать для вызова методов объекта Obj:

Intf.Active:= True; // -> Obj.SetActive(True);

Через интерфейсную переменную доступны только те методы и свойства объекта, которые есть в интерфейсе:

Intf.Free; // Ошибка! У интерфейса ITextReadaer нет методаFree.

Obj.Free; // Метод Free можно вызвать только так.

Алгоритм вызова метода интерфейса такой же, как алгоритм вызова метода класса. Когда через интерфейсную переменную выполняется вызов метода, Intf.NextLine, реализуется следующий алгоритм:

1) из интерфейсной переменной извлекается адрес (по нему хранится адрес таблицы методов интерфейса);

2) по полученному адресу извлекается адрес таблицы методов интерфейса;

3) на основании порядкового номера метода в интерфейсе из таблицы извлекается адрес соответствующей подпрограммы;

Вызывается код, находящийся по этому адресу. Этот код является переходником от метода интерфейса к методу объекта. Его задача – восстановить из ссылки на интерфейс значение указателя Self (путем вычитания заранее известного значения) и выполнить прямой переход на код метода класса.

 

Обычными средствами процедурного программирования этот алгоритм реализуется так:

Type

TMethodTable = array[0..9999] ofPointer;

TNextLineFunc = function(Self: ITextReader): Boolean;

Var

Intf: ITextReader; // интерфейсная переменна

IntfPtr: Pointer; // адрес внутри интерфейсной переменной

TablePtr: ^TMethodTable; // указатель на таблицу методов интерфейса

MethodPtr: Pointer; // указатель на метод

Begin

...

IntfPtr:= Pointer(Intf); // 1) извлечение адреса из интерфейсной

Переменной

TablePtr:= Pointer(IntfPtr^); // 2) извлечение адреса таблицы методов

Интерфейса

MethodPtr:= TablePtr^[3]; // 3) извлечение адреса нужного метода из таблицы

TNextLineFunc(MethodPtr)(Intf); // 4) вызов метода через переходник

...

End.

Вызов метода через интерфейс в машинном коде выполняется весьма эффективно (всего несколько инструкций процессора), поэтому в подавляющем большинстве случаев потерями на вызов можно пренебречь.

Алгоритм вызова метода интерфейса такой же, как алгоритм вызова метода класса. Когда через интерфейсную переменную выполняется вызов метода, Intf.NextLine, реализуется следующий алгоритм:

1) из интерфейсной переменной извлекается адрес (по нему хранится адрес таблицы методов интерфейса);

2) по полученному адресу извлекается адрес таблицы методов интерфейса;

3) на основании порядкового номера метода в интерфейсе из таблицы извлекается адрес соответствующей подпрограммы;

Вызывается код, находящийся по этому адресу. Этот код является переходником от метода интерфейса к методу объекта. Его задача – восстановить из ссылки на интерфейс значение указателя Self (путем вычитания заранее известного значения) и выполнить прямой переход на код метода класса.

 

Один класс может содержать реализацию нескольких интерфейсов.

 

Применение интерфейса для доступа к объекту динамически-подключаемой библиотеки

Если вы поместите свой класс в DLL-библиотеку, то при необходимости использовать его в главной программе столкнетесь с проблемой. Подключение модуля с классом к главной программе приведет к включению в нее кода всех методов класса, т.е. задача выделения класса в DLL-библиотеку не будет решена. Если же не подключить модуль с описанием класса, главная программа вообще не будет знать о существовании класса, и воспользоваться классом будет невозможно. Эта проблема решается с помощью интерфейсов.

Сначала вынесем описание интерфейса ITextReader в отдельный модуль (например, ReaderIntf), чтобы этот модуль в дальнейшем можно было подключить к главной программе:

unit ReadersIntf;

Interface

Type

ITextReader = interface(IInterface)

...

end;

Implementation

End.

Затем удалим описание интерфейса из модуля ReadersUnit, а вместо него подключим модуль ReaderIntf:

 

unit ReadersUnit;

Interface

Uses

ReaderIntf;

...

Наконец включим скорректированный модуль ReadersUnit в DLL-библиотеку, которую назовем ReadersLib:

 

library ReadersLib;

Uses

SysUtils, Classes, ReadersUnit;

{$R *.res}

Begin

End.

Вроде бы все готово, и теперь в главной программе достаточно подключить модуль ReaderIntf и работать с объектами через интерфейс ITextReader.

 

 

А как в программе создавать объекты классов, находящихся в DLL-библиотеке? Ведь в нтерфейсе нет методов для создания объектов! Для этого определим в DLL-библиотеке специальную функцию и экспортируем ее:

 

Library ReadersLib;

...

Function GetDelimitedReader(constFileName: string; constDelimiter: Char = ';'): ITextReader;

Begin

Result:= TDelimitedReader.Create(FileName, Delimiter);

end;

Exports

GetDelimitedReader;

Begin

End.

 

В главной программе импортируйте функцию GetDelimitedReader, чтобы с ее помощью создавать объекты класса TDelimitedReader:

Program Example;

Uses

ReadersIntf;

function GetDelimitedReader(constFileName: string; constDelimiter: Char = ';'): ITextReader;

external 'ReadersLib.dll' name 'GetDelimitedReader';

Var

Intf: ITextReader;

Begin

Intf:= GetDelimitedReader;

...

End.