c++ 之回調函數

我們會經常碰到需要使用回調函數的場合，比如：異步socket、定時器、windows消息處理等等。
這里將列出幾種回調函數的實現機制，分析各自的優劣以供選擇。

將 靜態函數 或 靜態成員函數 作為回調函數的實現比較簡單，而且除了像 std::sort 這種地方，一般很少會用到，這里就不多做說明了。下面列出的都是將 成員函數 作為回調函數的實現。

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接口類

class CallbackInterface
{
public:
    virtual void onCallback() = 0;
    ...
};

class Callee : public CallbackInterface
{
public:
    virtual void onCallback() { ... }
    ...
};

class Caller
{
public:
    void register(CallbackInterface* callback) { ... }
    void update()
    {
        ...
        callback->onCallback();
        ...
    }
    ...
};

// main
caller.register(&callee);

這種方式適用於 Callee 和 CallbackInterface 自然符合繼承語義的情況：Callee 是一種 CallbackInterface，而 Caller 作為管理者，面對的是一堆的 CallbackInterface，至於具體是哪個 Callee 在做事，又是怎么做的， Caller 並不需要知道。
如果 Callee 和 CallbackInterface 並不自然符合繼承語義，最好不要使用這種方式，不然可能會碰到下列限制：

• 需要定義 N 個 CallbackInterface，每個 CallbackInterface 需要定義具體接口函數。
• 一個 Callee 可能需要繼承多個 CallbackInterface，且各個 CallbackInterface 的接口函數不能同名。
• 不支持一個 Callee 對應多個 Caller 的情況。

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公共基類

class Object {...}
typedef void(Object::*CALLBACK)();    

class Callee : public Object
{
public:
    void onCallback() { ... }
    ...
}

class Caller
{
public:
    void register(Object* obj, CALLBACK callback) { ... }
    void update()
    {
        ...
        obj->*callback();
        ...
    }
    ...
}

// main
caller.register(&callee, (CALLBACK)(&Callee::onCallback));

cocos-2dx 3.0 之前的版本用的就是這種方式。
盡管它已經可以滿足大多數需要回調函數的場合，但也還是有一些顯而易見的缺點：

• 所有的 Callee 需要繼承自一個公共基類 Object。
• register 時需要做強制類型轉換，這使得編譯期無法對回調函數本身的參數類型和數量進行檢查，如果不匹配將導致運行時錯誤。
• 無法在 register 時傳遞不定參數給回調函數。

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std::function

class Callee
{
public:
    void onCallback() { ... }
    ...
}

class Caller
{
public:
    void register(const std::function<void()>& callback) { ... }
    void update()
    {
        ...
        callback();
        ...
    }
    ...
}

// main
caller.register(std::bind(&Callee::onCallback, callee));

對比之前的實現，這種方式幾乎解決了所有的缺點。

• Callee 不需要繼承公共基類或者回調接口類。
• 多個 Callee 可以綁定於多個 Caller。
• register 時不需要進行強制類型轉換，也能在編譯期檢查回調函數類型。
• register 時還能傳遞不定參數給回調函數。

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模板

class Callee
{
public:
    void onCallback() { ... }
    ...
}

class Caller
{
public:
    void register(const CBFunctor0 & callback) { ... }
    void update()
    {
        ...
        callback();
        ...
    }
    ...
}

// main
caller.register(makeFunctor((CBFunctor0*)0,callee,&Callee::onCallback));

需要包含一個回調函數庫：http://www.tedfelix.com/software/callback.h
具體的實現原理和過程可以查看： http://www.tutok.sk/fastgl/callback.html
從使用者角度看，除了不能傳遞不定參數給回調函數，它跟 std::function 方式 幾乎一樣。
當所用編譯器不支持 c++11 特性時，可以考慮用這種方式。

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肯定還有其它實現回調機制的方式，碰到的時候再加進來分析。
目前看來 std::function 方式 是一種比較完美的方案，但在實際應用中使用它也還是會碰到一些問題。
而且使用成員函數作為回調函數，還需要考慮當回調函數將被調用時，如何判斷綁定的對象是否已經被銷毀。
等等這些問題，后續將會有專門的篇幅進行探討。