再看了一些资料后,感觉自己前面对NS2的框架理解,有些许偏颇,所以现在特地探讨一下NS2的分裂对象模型,来彻底搞清楚NS2的体系结构
什么是分裂对象模型
NS2中的网络构件一般是由相互关联的两个类来实现的,分别是C++类和OTcl类,这种方式称为分裂对象模型。构件的主要功能是在C++类中实现的,OTcl类用来向用户提供操作C++对象的接口。在NS2中,C++类和OTcl类通常具有对应关系,两者的继承关系保持一致。当实例化一个构件对象时,NS2会同时创建一个OTcl对象和一个与之对应的C++对象。两者的映射和互操作是由Tclcl(OTcl C++ Linkage)机制实现的
分裂对象模型如何工作
首先,我们知道,我们直接上手操作的前端是OTcl,所以实例化构件的时候也是先实例化出OTcl的对象,然后在与C++的对象联系,那么问题来了,怎么与C++的对象联系?
我们知道:
所有编译类的基类都是TclObject,
所有解释类的基类都是SplitObject。
所以我们要做的就是在生成SplitObject对象的时候,同时生成一个TclObject的对象。
我们看一个例子:
现在我们要实例化一个Agent/Udp的构件,这里补充一些内容:
在Otcl中,斜杠表示继承
首先,我们要实例化一个SplitObject的子类的对象,我们就要调用到,tclcl/tcl-object.tcl中的new函数:
proc new { className args } {
set o [SplitObject getid]
if [catch "$className create $o $args" msg] {
if [string match "__FAILED_SHADOW_OBJECT_" $msg] {
#
# The shadow object failed to be allocated.
#
delete $o
return ""
}
global errorInfo
error "class $className: constructor failed: $msg" $errorInfo
}
return $o
}
我们看一下这个new函数,首先他调用getid为新对象得到一个句柄:句柄的一般形式为o_NNN,NNN为整数。
然后他调用了create函数,并将句柄和参数都传了进去。
然后,我们来看一下create函数的定义:
"The create instproc provides a mechanism for classes to create other classes and objects"
话说,你一定很好奇:代码呢?
一会你就知道了。
原来create就是用来创建一个Otcl解释对象的,那么一定绕不开SplitObject的构造方法:
Class SplitObject
SplitObject set id 0
SplitObject instproc init args {
$self next
if [catch "$self create-shadow $args"] { //(1)调用create_shadow()
error "__FAILED_SHADOW_OBJECT_" ""
}
}
SplitObject instproc destroy {} {
$self delete-shadow
$self next
}
实际上,就是create-shadow这个函数创建了C++的对象。
注意:Otcl并不会像C++那样会自动调用父类的构造函数,而必须显示的进行调用,也就是上面的: $self next
所以最后的问题就归结到了,如何用create-shadow创建一个C++的对象呢?而且他是怎么知道应该创建哪个C++的对象呢?
这里就用到了TclClass
TclClass是个抽象类,它封装了Otcl类的注册机制
我们先来看一下TclClass的定义:
class TclClass {
public:
static void init();
virtual ~TclClass();
protected:
TclClass(const char* classname);
virtual TclObject* create(int argc, const char*const*argv) = 0;
private:
static int create_shadow(ClientData clientData, Tcl_Interp *interp,
int argc, CONST84 char *argv[]);
static int delete_shadow(ClientData clientData, Tcl_Interp *interp,
int argc, CONST84 char *argv[]);
static int dispatch_cmd(ClientData clientData, Tcl_Interp *interp,
int argc, CONST84 char *argv[]);
static int dispatch_init(ClientData clientData, Tcl_Interp *interp,
int argc, char *argv[]);
static int dispatch_instvar(ClientData clientData, Tcl_Interp *interp,
int argc, CONST84 char *argv[]);
static TclClass* all_;
TclClass* next_;
protected:
virtual void otcl_mappings() { }
virtual void bind();
virtual int method(int argc, const char*const* argv);
void add_method(const char* name);
static int dispatch_method(ClientData, Tcl_Interp*, int ac, CONST84 char** av);
OTclClass* class_;
const char* classname_;
};
我们先看一下,TclClass的构造函数:
TclClass::TclClass(const char* classname) : class_(0), classname_(classname)
{
if (Tcl::instance().interp()!=NULL) {
// the interpreter already exists!
bind();
} else {
// the interpreter doesn't yet exist
// add this class to a linked list that is traversed when
// the interpreter is created
next_ = all_;
all_ = this;
}
}
很简单,检查Tcl是否被实例化,如果实例化,则调用bind函数,那么bind函数是干嘛的呢?
void TclClass::bind()
{
Tcl& tcl = Tcl::instance();
//Register classname in OTCL
tcl.evalf("SplitObject register %s", classname_);
class_ = OTclGetClass(tcl.interp(), (char*)classname_);
//Add 2 method for this class
//create-shadow & delete-shadow
OTclAddIMethod(class_, "create-shadow",
create_shadow, (ClientData)this, 0);
OTclAddIMethod(class_, "delete-shadow",
delete_shadow, (ClientData)this, 0);
otcl_mappings();
}
这里,就全出来了。
首先在bind里面调用了register函数,大家可能还不知道register是干嘛的?他是SplitObject中的一个成员函数:
// This routine invoked by TclClass::bind.
//注册类名
SplitObject proc register className {
set classes [split $className /]
set parent SplitObject
set path ""
set sep ""
foreach cl $classes {
set path $path$sep$cl
if ![$self is-class $path] {
Class $path -superclass $parent
}
set sep /
set parent $path
}
}
根据我们前面说的OTcl中的继承关系,我们就知道了:
实际上这个函数就是创建了一个对象(名字为classname)。
回到刚才,register后,他又给新类绑定了两个函数,create_shadow和delete_shadow。
然后,我们看一下create_shadow的定义:
nt TclClass::create_shadow(ClientData clientData, Tcl_Interp *interp,
int argc, CONST84 char *argv[])
{
TclClass* p = (TclClass*)clientData;
TclObject* o = p->create(argc, argv);
/*以下代码省略…*/
}
他这里调用了TclClass里面的create,需要注意的是:前面在解释器提到的create和现在TclClass里面的create意义不同。
而且,TclClass中的create是纯虚函数,也就意味着他的真正实现是在他的子类里面
我们随便找一个子类作为参考:
static class AgentClass : public TclClass {
public:
AgentClass() : TclClass("Agent") {}
TclObject* create(int, const char*const*) {
return (new Agent(PT_NTYPE));
}
} class_agent;
首先我们注意到了关键字static,说明AgentClass是一个静态类,也就是说当NS2刚开始初始化的时候,便会调用该类的构造函数,而构 造函数又做了什么工作呢?上面我们已经分析了,其实就是在Otcl中注册了一个名为Agent的Otcl解释类。当Otcl脚本调用new方法实例化这个 Agent类的时候,最终会调用到AgentClass的create函数,该create函数的实现很简单,就是实例化了一个C++的Agent对象, 并返回该对象的指针。至此Otcl对象终于和C++对象关联起来了。
img from internet总结一下:就是在开始NS2运行时,最开始初始化一个Tcl的对象,实际上就是初始化一个解释器,然后开始初始化各种构建,比如说,上面举到的AgentClass,因为他是一个静态类,所以,在初始化的时候,就会调用到他的构造函数,而他的构造函数就是用来实例化一个TclClass的,然后TclClass的构造函数调用bind,生成了一个OTcl的类。最后,当我们要使用一个构件的时候,进行实例化,然后就调用了new函数,然后调用了create_shadow函数,最终调用到AgentClass的create函数,返回对象指针,整个过程就结束了。
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