Qt meta-object系统基于三个方面：

  1、QObject提供一个基类，方便派生类使用meta-object系统的功能；

  2、Q_OBJECT宏，在类的声明体内激活meta-object功能，比如动态属性、信号、槽；

  3、Meta Object编译器（MOC），为每个QObject派生类生成代码，以支持meta-object功能。

QObject定义了从一个QObject对象访问meta-object功能的接口，Q_OBJECT宏用来告诉编译器该类需要激活meta- object功能，编译器在扫描一个源文件时，如果发现类的声明中有这个宏，就会生成一些代码来为支持meta-object功能——主要是生成该类对应 MetaObject类以及对QObject的函数override。

QObject和QMetaObject：

顾名思义，QMetaObject包含了QObject的所谓的元数据，也就是QObject信息的一些描述信息：除了类型信息外，还包含QT中特 有的signal&slot信息。

 QObject::metaObject ()方法返回一个QObject对象对应的metaobject对象，注意这个方法是virtual方法。如上文所说，如果一个类的声明中包含了 Q_OBJECT宏，编译器会生成代码来实现这个类对应的QMetaObject类，并重载QObject：：metaObject（）方法来返回这个 QMetaObject类的实例引用。这样当通过QObject类型的引用调用metaObejct方法时，返回的是这个引用的所指的真实对象的 metaobject。

如果一个类从QObject派生，确没有声明Q_OBJECT宏，那么这个类的metaobject对象不会被生成，这样这个类所声明的 signal slot都不能使用，而这个类实例调用metaObject（）返回的就是其父类的metaobject对象，这样导致的后果就是你从这个类实例获得的元 数据其实都是父类的数据，这显然给你的代码埋下隐患。因此如果一个类从QOBject派生，它都应该声明Q_OBJECT宏，不管这个类有没有定义 signal&slot和Property。

这样每个QObject类都有一个对应的QMetaObject类，形成一个平行的类型层次。

QMetaObject提供的信息：

下面通过QMetaObject的接口来解读QMetaObject提供的信息：

1、基本信息

     const char * className () const；

     const QMetaObject * superClass () const

2、classinfo： 提供额外的类信息。其实就是一些名值对。 用户可以在类的声明中以Q_CLASSINFO(name, value)方式添加。

      int classInfoCount () const

      int classInfoOffset () const

      QMetaClassInfo classInfo ( int index ) const

      int indexOfClassInfo ( const char * name ) const

3、contructor：提供该类的构造方法信息

     QMetaMethod constructor ( int index ) const

     int constructorCount () const

     int indexOfConstructor ( const char * constructor ) const

4、enum：描述该类声明体中所包含的枚举类型信息

    QMetaEnum enumerator ( int index ) const

    int enumeratorCount () const

    int enumeratorOffset () const

    int indexOfEnumerator ( const char * name ) const

5、method：描述类中所包含方法信息：包括property,signal,slot等，包括祖先类，如何组织暂时不确定。

    QMetaMethod method ( int index ) const

    int methodCount () const

    int methodOffset () const

    int indexOfMethod ( const char * method ) const

    int indexOfSignal ( const char * signal ) const

    int indexOfSlot ( const char * slot ) const

6、property：类型的属性信息

     QMetaProperty property ( int index ) const

     int propertyCount () const

     int propertyOffset () const

     int indexOfProperty ( const char * name ) const

     QMetaProperty userProperty () const  //返回类中设置了USER flag的属性，（难道只能有一个这样的属性？）

注意：对于类里面定义的函数，构造函数，枚举，只有加上一些宏才表示你希望为方法提供meta信息。比如 Q_ENUMS用来注册宏，

Q_INVACABLE用来注册方法（包括构造函数）。Qt这么设计的原因应该是避免meta信息的臃肿。

 

下面是Q_OBJECT的宏定义

#define Q_OBJECT \public: \    Q_OBJECT_CHECK \    QT_WARNING_PUSH \    Q_OBJECT_NO_OVERRIDE_WARNING \    static const QMetaObject staticMetaObject; \    virtual const QMetaObject *metaObject() const; \    virtual void *qt_metacast(const char *); \    virtual int qt_metacall(QMetaObject::Call, int, void **); \    QT_TR_FUNCTIONS \private: \    Q_OBJECT_NO_ATTRIBUTES_WARNING \    Q_DECL_HIDDEN_STATIC_METACALL static void qt_static_metacall(QObject *, QMetaObject::Call, int, void **); \    QT_WARNING_POP \    struct QPrivateSignal {}; \    QT_ANNOTATE_CLASS(qt_qobject, "")

 

因此：

每一个定义了Q_OBJECT宏的，直接或者间接继承于QObject的类 有包含一个名为staticMetaObject的静态QMetaObject对象， 一个私有的静态函数qt_static_metacall。

它们为该类型的所有对象共有，同时它也继承了每一个祖父对象这两个静态成员和函数。

    virtual const QMetaObject *metaObject() const; \    用于获取类静态拥有的元对象

    virtual void *qt_metacast(const char *); \                   通过元对象获取对象指针

    virtual int qt_metacall(QMetaObject::Call, int, void **); \     用于信号槽机制

每个不同的类 在MOC生成代码的时候会重写写这些虚函数。

QMetaObjectl类的定义

struct Q_CORE_EXPORT QMetaObject{    class Connection;    const char *className() const;    const QMetaObject *superClass() const;     bool inherits(const QMetaObject *metaObject) const Q_DECL_NOEXCEPT;    QObject *cast(QObject *obj) const;    const QObject *cast(const QObject *obj) const; #ifndef QT_NO_TRANSLATION    QString tr(const char *s, const char *c, int n = -1) const;#endif // QT_NO_TRANSLATION     int methodOffset() const;    int enumeratorOffset() const;    int propertyOffset() const;    int classInfoOffset() const;     int constructorCount() const;    int methodCount() const;    int enumeratorCount() const;    int propertyCount() const;    int classInfoCount() const;     int indexOfConstructor(const char *constructor) const;    int indexOfMethod(const char *method) const;    int indexOfSignal(const char *signal) const;    int indexOfSlot(const char *slot) const;    int indexOfEnumerator(const char *name) const;    int indexOfProperty(const char *name) const;    int indexOfClassInfo(const char *name) const;     QMetaMethod constructor(int index) const;    QMetaMethod method(int index) const;    QMetaEnum enumerator(int index) const;    QMetaProperty property(int index) const;    QMetaClassInfo classInfo(int index) const;    QMetaProperty userProperty() const;     static bool checkConnectArgs(const char *signal, const char *method);    static bool checkConnectArgs(const QMetaMethod &signal,                                 const QMetaMethod &method);    static QByteArray normalizedSignature(const char *method);    static QByteArray normalizedType(const char *type);     // internal index-based connect    static Connection connect(const QObject *sender, int signal_index,                        const QObject *receiver, int method_index,                        int type = 0, int *types = Q_NULLPTR);    // internal index-based disconnect    static bool disconnect(const QObject *sender, int signal_index,                           const QObject *receiver, int method_index);    static bool disconnectOne(const QObject *sender, int signal_index,                              const QObject *receiver, int method_index);    // internal slot-name based connect    static void connectSlotsByName(QObject *o);     // internal index-based signal activation    static void activate(QObject *sender, int signal_index, void **argv);    static void activate(QObject *sender, const QMetaObject *, int local_signal_index, void **argv);    static void activate(QObject *sender, int signal_offset, int local_signal_index, void **argv);     static bool invokeMethod(QObject *obj, const char *member,                             Qt::ConnectionType,                             QGenericReturnArgument ret,                             QGenericArgument val0 = QGenericArgument(Q_NULLPTR),                             QGenericArgument val1 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val2 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val3 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val4 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val5 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val6 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val7 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val8 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val9 = QGenericArgument());     static inline bool invokeMethod(QObject *obj, const char *member,                             QGenericReturnArgument ret,                             QGenericArgument val0 = QGenericArgument(Q_NULLPTR),                             QGenericArgument val1 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val2 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val3 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val4 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val5 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val6 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val7 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val8 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val9 = QGenericArgument())    {        return invokeMethod(obj, member, Qt::AutoConnection, ret, val0, val1, val2, val3,                val4, val5, val6, val7, val8, val9);    }     static inline bool invokeMethod(QObject *obj, const char *member,                             Qt::ConnectionType type,                             QGenericArgument val0 = QGenericArgument(Q_NULLPTR),                             QGenericArgument val1 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val2 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val3 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val4 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val5 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val6 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val7 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val8 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val9 = QGenericArgument())    {        return invokeMethod(obj, member, type, QGenericReturnArgument(), val0, val1, val2,                                 val3, val4, val5, val6, val7, val8, val9);    }     static inline bool invokeMethod(QObject *obj, const char *member,                             QGenericArgument val0 = QGenericArgument(Q_NULLPTR),                             QGenericArgument val1 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val2 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val3 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val4 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val5 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val6 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val7 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val8 = QGenericArgument(),                             QGenericArgument val9 = QGenericArgument())    {        return invokeMethod(obj, member, Qt::AutoConnection, QGenericReturnArgument(), val0,                val1, val2, val3, val4, val5, val6, val7, val8, val9);    }     QObject *newInstance(QGenericArgument val0 = QGenericArgument(Q_NULLPTR),                         QGenericArgument val1 = QGenericArgument(),                         QGenericArgument val2 = QGenericArgument(),                         QGenericArgument val3 = QGenericArgument(),                         QGenericArgument val4 = QGenericArgument(),                         QGenericArgument val5 = QGenericArgument(),                         QGenericArgument val6 = QGenericArgument(),                         QGenericArgument val7 = QGenericArgument(),                         QGenericArgument val8 = QGenericArgument(),                         QGenericArgument val9 = QGenericArgument()) const;     enum Call {        InvokeMetaMethod,        ReadProperty,        WriteProperty,        ResetProperty,        QueryPropertyDesignable,        QueryPropertyScriptable,        QueryPropertyStored,        QueryPropertyEditable,        QueryPropertyUser,        CreateInstance,        IndexOfMethod,        RegisterPropertyMetaType,        RegisterMethodArgumentMetaType    };     int static_metacall(Call, int, void **) const;    static int metacall(QObject *, Call, int, void **);     struct { // private data        const QMetaObject *superdata;        const QByteArrayData *stringdata;        const uint *data;        typedef void (*StaticMetacallFunction)(QObject *, QMetaObject::Call, int, void **);        StaticMetacallFunction static_metacall;        const QMetaObject * const *relatedMetaObjects;        void *extradata; //reserved for future use    } d;};

 

struct { // private data        const QMetaObject *superdata;        const QByteArrayData *stringdata;        const uint *data;        typedef void (*StaticMetacallFunction)(QObject *, QMetaObject::Call, int, void **);        StaticMetacallFunction static_metacall;        const QMetaObject * const *relatedMetaObjects;        void *extradata; //reserved for future use    } d;

 

元对象 的所有数据都由该结构定义，

 

1、const QMetaObject *superdata;    父类的staticMetaObject指针

2、QByteArrayData *stringdata;         字符串数组，保存类的 类名，槽函数名  信号函数名等 字符串信息。

3、const uint *data;                               无符号整形数组，该数组是个预定义的复合数据结构，由QMetaObjectPrivate 类提供管理，保存了类的基本信息，和一些索引值

4、const QMetaObject * const *relatedMetaObjects;  和void *extradata;    MOC不会为他们生成对应的数据

MOC 为一个类生成元数据例子。类widget 包含三个信号 和 槽，分别为 

protected slots:

    void TestSlot(QString &str);

signals:

    void TestSignal1(QString &str);

    void TestSignal2(QString &str,int i);

    void TestSignal3();

MOC生成的代码

QT_BEGIN_MOC_NAMESPACEstruct qt_meta_stringdata_Widget_t {    QByteArrayData data[9];    char stringdata0[68];};#define QT_MOC_LITERAL(idx, ofs, len) \    Q_STATIC_BYTE_ARRAY_DATA_HEADER_INITIALIZER_WITH_OFFSET(len, \    qptrdiff(offsetof(qt_meta_stringdata_Widget_t, stringdata0) + ofs \        - idx * sizeof(QByteArrayData)) \    )static const qt_meta_stringdata_Widget_t qt_meta_stringdata_Widget = {    {                                                             //对应QMetaObject的stringdata  ，QT_MOC_LITERAL宏来构成QByteArray对象，每个QByteArray对QT_MOC_LITERAL(0, 0, 6), // "Widget"                                应一个下面\0结尾的字符串，以此方便对字符串数据的管理QT_MOC_LITERAL(1, 7, 11), // "TestSignal1"                         QT_MOC_LITERAL(2, 19, 0), // ""QT_MOC_LITERAL(3, 20, 8), // "QString&"QT_MOC_LITERAL(4, 29, 3), // "str"QT_MOC_LITERAL(5, 33, 11), // "TestSignal2"QT_MOC_LITERAL(6, 45, 1), // "i"QT_MOC_LITERAL(7, 47, 11), // "TestSignal3"QT_MOC_LITERAL(8, 59, 8) // "TestSlot"     },    "Widget\0TestSignal1\0\0QString&\0str\0"    "TestSignal2\0i\0TestSignal3\0TestSlot"};#undef QT_MOC_LITERAL static const uint qt_meta_data_Widget[] = {

   说明：QT_MOC_LITERAL(0, 0, 6), // "Widget"  （0：序号，0,：字符（"Widget\0T..."）在字符串中的起始位置，6：字符长度）。

 

// content:       7,       // revision       0,       // classname       0,    0, // classinfo       4,   14, // methods       0,    0, // properties       0,    0, // enums/sets       0,    0, // constructors       0,       // flags       3,       // signalCount  // signals: name, argc, parameters, tag, flags     //其中第一值是QByteArrayData数组的索引值，以此来找到对应的字符串名称，第二个值是参数个数，第三个是参数       1,    1,   34,    2, 0x06 /* Public */,     //的大小       5,    2,   37,    2, 0x06 /* Public */,       7,    0,   42,    2, 0x06 /* Public */,  // slots: name, argc, parameters, tag, flags       8,    1,   43,    2, 0x09 /* Protected */,  // signals: parameters    QMetaType::Void, 0x80000000 | 3,    4,    QMetaType::Void, 0x80000000 | 3, QMetaType::Int,    4,    6,    QMetaType::Void,  // slots: parameters    QMetaType::Void, 0x80000000 | 3,    4,        0        // eod}; void Widget::qt_static_metacall(QObject *_o, QMetaObject::Call _c, int _id, void **_a)    //以名称或索引方式调用对应的信号函数{    if (_c == QMetaObject::InvokeMetaMethod) {        Widget *_t = static_cast
     
      (_o);        Q_UNUSED(_t)        switch (_id) {        case 0: _t->TestSignal1((*reinterpret_cast< QString(*)>(_a[1]))); break;        case 1: _t->TestSignal2((*reinterpret_cast< QString(*)>(_a[1])),(*reinterpret_cast< int(*)>(_a[2]))); break;        case 2: _t->TestSignal3(); break;        case 3: _t->TestSlot((*reinterpret_cast< QString(*)>(_a[1]))); break;        default: ;        }    } else if (_c == QMetaObject::IndexOfMethod) {        int *result = reinterpret_cast
      
       (_a[0]);        void **func = reinterpret_cast
       
        (_a[1]);        {            typedef void (Widget::*_t)(QString & );            if (*reinterpret_cast<_t *>(func) == static_cast<_t>(&Widget::TestSignal1)) {                *result = 0;                return;            }        }        {            typedef void (Widget::*_t)(QString & , int );            if (*reinterpret_cast<_t *>(func) == static_cast<_t>(&Widget::TestSignal2)) {                *result = 1;                return;            }        }        {            typedef void (Widget::*_t)();            if (*reinterpret_cast<_t *>(func) == static_cast<_t>(&Widget::TestSignal3)) {                *result = 2;                return;            }        }    }} const QMetaObject Widget::staticMetaObject = {    { &QWidget::staticMetaObject, qt_meta_stringdata_Widget.data,      qt_meta_data_Widget,  qt_static_metacall, Q_NULLPTR, Q_NULLPTR}      //初始化静态对象staticMetaObject};  const QMetaObject *Widget::metaObject() const{    return QObject::d_ptr->metaObject ? QObject::d_ptr->dynamicMetaObject() : &staticMetaObject;} void *Widget::qt_metacast(const char *_clname){    if (!_clname) return Q_NULLPTR;    if (!strcmp(_clname, qt_meta_stringdata_Widget.stringdata0))        return static_cast
        
         (const_cast< Widget*>(this));    return QWidget::qt_metacast(_clname);} int Widget::qt_metacall(QMetaObject::Call _c, int _id, void **_a){    _id = QWidget::qt_metacall(_c, _id, _a);    if (_id < 0)        return _id;    if (_c == QMetaObject::InvokeMetaMethod) {        if (_id < 4)            qt_static_metacall(this, _c, _id, _a);        _id -= 4;    } else if (_c == QMetaObject::RegisterMethodArgumentMetaType) {        if (_id < 4)            *reinterpret_cast
         
          (_a[0]) = -1;        _id -= 4;    }    return _id;} // SIGNAL 0void Widget::TestSignal1(QString & _t1){    void *_a[] = { Q_NULLPTR, const_cast
          
           (reinterpret_cast
           
            (&_t1)) }; QMetaObject::activate(this, &staticMetaObject, 0, _a);} // SIGNAL 1void Widget::TestSignal2(QString & _t1, int _t2){ void *_a[] = { Q_NULLPTR, const_cast
            
             (reinterpret_cast
             
              (&_t1)), const_cast
              
               (reinterpret_cast
               
                (&_t2)) }; QMetaObject::activate(this, &staticMetaObject, 1, _a);} // SIGNAL 2void Widget::TestSignal3(){ QMetaObject::activate(this, &staticMetaObject, 2, Q_NULLPTR);}QT_END_MOC_NAMESPACE
               
              
             
            
           
          
         
        
       
      
     

 

其中  static const uint qt_meta_data_Widget[] = {

 // content:

       7,       // revision

       0,       // classname

       0,    0, // classinfo

       4,   14, // methods

       0,    0, // properties

       0,    0, // enums/sets

       0,    0, // constructors

       0,       // flags

       3,       // signalCount

 

 

对应

 

struct QMetaObjectPrivate

{

    enum { OutputRevision = 7 }; // Used by moc, qmetaobjectbuilder and qdbus

    int revision;

    int className;

    int classInfoCount, classInfoData;

    int methodCount, methodData;

    int propertyCount, propertyData;

    int enumeratorCount, enumeratorData;

    int constructorCount, constructorData; //since revision 2

    int flags; //since revision 3

    int signalCount; //since revision 4

  说明： 7,       // revision，就是将QMetaObjectPrivate中的revision复制为7.