一、Gobject类定义
Gstreamer框架是基于插件的，同时插件是可以动态的注册、创建，gstreamer基于Gobject开发，下面来了解一下gstreamer是如何通过Gobject完成自定义类的注册。
在每个类的c文件中，都会有以下这样的一个宏定义：
G_DEFINE_TYPE (GstV4l2Allocator, gst_v4l2_allocator, GST_TYPE_ALLOCATOR);
G_DEFINE_TYPE是一个宏定义，那么这个G_DEFINE_TYPE宏是如何完成向Gobject系统完成类的注册呢？
将G_DEFINE_TYPE展开得到以下代码：
#define G_DEFINE_TYPE(TN, t_n, T_P)
/******* 其中
*TN ---> TypeName
*t_n ---> type_name
*T_P ---> TYPE_PARENT
*_f_ ---> 0
*_c_ ---> {}
******/
/***** 以下为宏展开 *****/
static void type_name##_init (TypeName *self);
static void type_name##_class_init (TypeName##Class *klass);
static gpointer type_name##_parent_class = NULL;
static gint TypeName##_private_offset;
static void type_name##_class_intern_init (gpointer klass)
{
type_name##_parent_class = g_type_class_peek_parent (klass);
if (TypeName##_private_offset != 0)
g_type_class_adjust_private_offset (klass, &TypeName##_private_offset);
type_name##_class_init ((TypeName##Class*) klass);
}
static inline gpointer
type_name##_get_instance_private (TypeName *self)
{
return (G_STRUCT_MEMBER_P (self, TypeName##_private_offset));
}
GType
type_name##_get_type (void)
{
static volatile gsize g_define_type_id__volatile = 0;
/* Prelude goes here */
if (g_once_init_enter (&g_define_type_id__volatile))
{
GType g_define_type_id =
g_type_register_static_simple (TYPE_PARENT,
g_intern_static_string (#TypeName),
sizeof (TypeName##Class),
(GClassInitFunc)(void (*)(void)) type_name##_class_intern_init,
sizeof (TypeName),
(GInstanceInitFunc)(void (*)(void)) type_name##_init,
(GTypeFlags) flags);
{ /* custom code follows */
{_C_;}
/* following custom code */
}
g_once_init_leave (&g_define_type_id__volatile, g_define_type_id);
}
return g_define_type_id__volatile;
} /* closes type_name##_get_type() */
二、向Gobject系统注册类
G_DEFINE_TYPE定义如上，那么，最终它是如何向Gobject系统注册该类的呢？
Gobject系统为什么知道你新添加了一个名叫TypeName的类，是因为你通过g_type_register_static_simple()函数告诉它，我这里有一个新类，你登记一下。
g_type_register_static_simple()函数声明如下：
GLIB_AVAILABLE_IN_ALL
GType g_type_register_static_simple (GType parent_type,
const gchar *type_name,
guint class_size,
GClassInitFunc class_init,
guint instance_size,
GInstanceInitFunc instance_init,
GTypeFlags flags);
函数声明的前面GLIB_AVAILABLE_IN_ALL就是一个extern关键词，从函数声明我们可以了解到，向Gobject系统注册一个类，需要告诉Gobject系统，我现在需要注册一个新类，它父类的类型是parent_type，大小是class_size，类的初始化函数是class_init，类的实例大小以及初始化函数，还有这个类有什么flags，通过告诉Gobject，它就会将新类登记在线。
通过G_DEFINE_TYPE宏的展开可以知道，在type_name##_get_type()函数中调用到g_type_register_static_simple()函数，那么，究竟是什么时候，程序会向Gobject系统注册该新类呢？
比如我们是要注册一个名叫TestObject的类，那么就是通过TestObject_get_type()函数完成TestObject的注册登记。
在我们需要创建一个TestObject的实例时，会通过调用g_object_new()函数完成，在调用g_object_new函数，需要传进相应的参数，这个时候，我们就将TestObject_get_type()函数的返回值传递给它，即演变成以下：
TestObject *testObject = （TestObject *）g_object_new (TestObject_get_type(), NULL);
在创建TestObject实例对象的时候，将会调用TestObject_get_type()函数得到相应的类型，而在TestObject_get_type()函数中，将会先通过g_once_init_enter()函数检查TestObject_get_type()中的静态变量g_define_type_id__volatile是否为0，如果是，则通过g_type_register_static_simple()函数向Gobject系统登记TestObject类，同时返回object ID，如果g_define_type_id__volatile不为0，则说明已经向Gobject系统注册TestObject类，直接返回object ID，这样，即完成了TestObject的注册登记。
三、类的构造函数
学习C++我们都知道，类是有构造函数的，在创建类实例的时候，会自动调用该类的构造函数，那么，在Gobject中，又是怎么调用类的构造函数呢？
以TestObject为例，在上面说到通过g_type_register_static_simple()函数向Gobject系统注册自定义类的时候，就传进了相应的参数，包括类的初始化函数test_object_class_intern_init()以及类实例的初始化函数test_object_init()，它们两个共同的相当于TestObject类的构造函数。从宏定义G_DEFINE_TYPE的展开代码中发现以下函数声明以及test_object_class_intern_init()函数的定义：
static void test_object_init (TestObject *self);
static void test_object_class_init (TestObjectClass *klass);
static void test_object_class_intern_init (gpointer klass)
{
test_object_parent_class = g_type_class_peek_parent (klass);
if (test_object_private_offset != 0)
g_type_class_adjust_private_offset (klass, &TestObject_private_offset);
test_object_class_init ((TestObjectClass*) klass);
}
从上述代码我们可以知道，在通过G_DEFINE_TYPE向Gobject系统注册类，还需要我们实现test_object_class_init()和test_object_init()函数的定义。test_object_class_init()函数是在第一次创建TestObject类实例对象的时候调用的，该函数只会调用一次，而test_object_init()函数则是每次创建TestObject类实例对象都会调用。
四、父子类的继承关系
在G_DEFINE_TYPE的展开代码中，我们可以看到以下代码：
static gpointer type_name##_parent_class = NULL;
static void type_name##_class_intern_init (gpointer klass)
{
type_name##_parent_class = g_type_class_peek_parent (klass);
if (TypeName##_private_offset != 0)
g_type_class_adjust_private_offset (klass, &TypeName##_private_offset);
type_name##_class_init ((TypeName##Class*) klass);
}
在这个宏中，可以看到定义了一个静态的全局指针变量type_name_parent_class，而type_name_parent_class变量是通过g_type_class_peek_parent()函数赋值的，type_name_parent_class变量代表着什么呢，它就是父类。一般的，会在该源文件新增一个宏，定义如下：
#define type_name##_parent_class parent_class
这样就可以通过宏定义parent_class直接调用父类函数，而该父类，就是在通过宏定义G_DEFINE_TYPE向Gobject系统注册类时传进的第三个参数T_P。g_type_class_peek_parent()函数通过传进的子类指针，查找到注册时候的相应信息，得到父类的类型，而后通过父类类型得到父类信息并返回。
五、类的析构函数
有了相应的构造函数，在构造函数中申请了内存、硬件等资源，自然的，也会类似C++的，有相应的析构函数负责资源的释放操作。那么，在Gobject系统中，析构函数又是什么回事呢？我们都知道，构造函数是从父类到子类，而析构函数是从子类到父类。在Gobject系统中的析构函数又是如何的呢？
之前说到，在通过G_DEFINE_TYPE向Gobject系统，注册TestObject类的时候，需要定义test_object_class_init()和test_object_init()函数，而在类实例的初始化函数test_object_init()中，我们可能申请了一些内存等资源，我们需要在析构函数中释放这些资源，这个时候，需要我们在TestObject类初始化函数test_object_class_init()覆盖从父类继承的析构函数，具体代码如下：
static void
test_object_dispose (GObject * object)
{
TestObject *testobject = TEST_OBJECT (object);
/* 资源释放*/
/* 调用父类的dispose 函数 */
G_OBJECT_CLASS (parent_class)->dispose (object);
}
static void
test_object_finalize (TestObject * testobject)
{
g_free(testobject->mem);
/* 调用父类的finalize 函数 */
G_OBJECT_CLASS (parent_class)->finalize (object);
}
static void test_object_init(TestObject * self)
{
self->mem = g_malloc (1);
}
static void test_object_class_init(TestObjectClass *klass)
{
GObjectClass *object_class = G_OBJECT_CLASS (klass);
object_class->dispose = test_object_dispose;
object_class->finalize = test_object_finalize;
...
}
由上述代码我们可以知道，在TestObject的初始化的时候，将会覆盖从父类继承而来的析构函数，同时在析构函数中释放类实例初始化时占用的资源，同时还有递归调用父类的析构函数。 dispose函数主要是将在类中占用的资源释放，而finalize函数则是有点类似真正的析构函数，将构造函数申请的资源进行释放回收。
既然析构函数也已经有了，析构函数又会是什么时候调用呢？
JAVA使用的是垃圾回收的机制，而Gobject则是使用引用计数的方式。当每个对象创建的时候，将会对其引用计数加一，如果期间被其他对象进行引用，也都会将它的引用计数增加；而当对象被解除引用的时候，引用计数将会减一，当引用计数减为0的时候，将会调用对象的析构函数，进行资源的回收。
Gobject的引用计数方式大致如下：
- 使用g_object_new()函数进行实例化的时候，对象的引用计数为1；
- 使用g_object_ref()函数进行引用对象的时候，对象的引用计数加1；
- 而当使用g_object_unref()函数解除引用的时候，对象的引用计数减1；
而在调用g_object_unref()函数进行解引用的时候，如果发现对象的引用计数为0，将会先后调用该对象的dispose()函数和finalize函数。
而为什么在test_object_class_init()函数中覆盖从父类继承过来的析构函数呢？
因为在g_object_unref()函数中调用dispose()函数和finalize函数是通过宏定义G_OBJECT_GET_CLASS取得OBJECT_CLASS类之后，再调用它的dispose()函数和finalize函数，所以需要在TestObject的类初始化函数对这两个函数指针进行覆盖，而在TestObject类的dispose()函数和finalize函数再通过G_OBJECT_CLASS (parent_class)取得父类指针，调用父类的析构函数。
六、类的其他设置
在Gobject系统中，设置了很多方便的宏，使在使用对象的时候可以更加的方便，在相应的头文件，一般会有如下宏定义：
typedef struct _GstTestObject TestObject;
typedef struct _GstTestObjectClass GstTestObjectClass;
/* 获取类型 */
#define GST_TYPE_TEST_OBJECT (test_object_get_type())
/* 类实例类型判断 */
#define GST_IS_TEST_OBJECT(obj) (G_TYPE_CHECK_INSTANCE_TYPE ((obj), GST_TYPE_TEST_OBJECT))
/* 类结构判定 */
#define GST_IS_TEST_OBJECT_CLASS(klass) (G_TYPE_CHECK_CLASS_TYPE ((klass), GST_TYPE_TEST_OBJECT))
/* 获取obj的类型，同时将其转换为GST_TYPE_TEST_OBJECT，并返回指向GstTestObjectClass的指针 */
#define GST_TEST_OBJECT_GET_CLASS(obj) (G_TYPE_INSTANCE_GET_CLASS ((obj), GST_TYPE_TEST_OBJECT, GstTestObjectClass))
/* 检查obj是否是GST_TYPE_TEST_OBJECT类型，如果是，则将返回指向obj成员变量TestObject的指针 */
#define GST_TEST_OBJECT(obj) (G_TYPE_CHECK_INSTANCE_CAST ((obj), GST_TYPE_TEST_OBJECT, TestObject))
/* 检查klass是不是GST_TYPE_TEST_OBJECT类型，如果是，则将返回指向klass成员变量GstTestObjectClass的指针 */
#define GST_TEST_OBJECT_CLASS(klass) (G_TYPE_CHECK_CLASS_CAST ((klass), GST_TYPE_TEST_OBJECT, GstTestObjectClass))
/* 实例结构转换 */
#define GST_TEST_OBJECT_CAST(obj) ((TestObject*)(obj))
struct _GstTestObject {
GstObject object;
gchar *mem;
...
}
/* 类定义 */
struct _GstTestObjectClass {
GstObjectClass object_class;
...
}
就是通过上述的宏定义，可以方便的将各种类以及对象进行转换，在子类中可以调用父类的函数等操作，同时，在gstreamer中，还有一些属性设置函数等，进行多样化的类管理。
另外的，宏定义G_DEFINE_TYPE_WITH_CODE也是实现与G_DEFINE_TYPE类似的功能，只不过是可以将一些函数内置在type_name##_get_type()函数中。
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