一、Qt 插件机制
1.1 Qt 插件简介
插件是一种遵循一定规范的应用程序接口编写出来的程序，定位于开发实现应用软件平台不具备的功能的程序。插件与宿主程序之间通过接口联系，就像硬件插卡一样，可以被随时删除，插入和修改，所以结构很灵活，容易修改，方便软件的升级和维护。Qt 提供了两种API用于创建插件：一种是高阶 API，用于扩展 Qt 本身的功能，如自定义数据库驱动，图像格式，文本编码，自定义样式等；一种是低阶 API，用于扩展 Qt 应用程序。本文主要是通过低阶 API 来创建 Qt 插件，并通过静态、动态两种方式来调用插件。（以下都是 Qt5 的插件开发方式）
1.2 Qt 插件开发的流程
- 定义一个接口集(只有纯虚函数的类)。
- 用宏
Q_DECLARE_INTERFACE()将该接口告诉 Qt 元对象系统 - 声明插件类，插件类继承自 QObject 和插件实现的接口。
- 用宏
Q_INTERFACES()将插件接口告诉 Qt 元对象系统（在头文件中）。 - 用适当的 .pro 文件构建插件。
1.3 Qt 插件调用的流程
- 包含接口头文件(只有纯虚函数的类)。
- 应用程序中用
QPluginLoader来加载插件。 - 用宏
qobject_cast()来判断一个插件是否实现了接口。
二、插件开发实例
2.1 创建目录工程
创建目录工程，以放置 GUI 应用工程和插件工程，选择 “Other Project”->“Subdirs Project”，填写工程名称为 PluginApp，选择保存目录。
2.2 创建GUI应用工程
在 PluginApp 工程上右键选择 “New Subproject” 菜单项，选择创建一个 GUI 应用：
填写工程应用名称为 MainWindow：
填写主界面类的名称：
2.3 创建插件子工程
在 PluginApp 工程上右键选择 “New Subproject” 菜单项，选择创建一个空的 Qt 工程，名称为 EchoPlugin。
2.4 插件的实现
1. 定义一个接口集(只有纯虚函数的类)
在 MainWindow 应用增加一个接口 Echonterface.h。
#ifndef ECHOINTERFACE_H
#define ECHOINTERFACE_H
#include <QString>
// 1.定义一个接口集(只有纯虚函数的类)
class EchoInterface
{
public:
virtual ~EchoInterface() {}
virtual QString echo(const QString &message) = 0;
};
// 2.用宏Q_DECLARE_INTERFACE()将该接口告诉Qt元对象系统
QT_BEGIN_NAMESPACE
#define EchoInterface_iid "org.qt-project.Qt.Examples.EchoInterface"
Q_DECLARE_INTERFACE(EchoInterface, EchoInterface_iid)
QT_END_NAMESPACE
#endif
2. 声明插件类，插件类继承自 QObject 和插件实现的接口
EchoPlugin.pro工程文件内容如下：
TEMPLATE = lib
CONFIG += plugin
QT += widgets
INCLUDEPATH += ../MainWindow
HEADERS = EchoPlugin.h
SOURCES = EchoPlugin.cpp
TARGET = $$qtLibraryTarget(echoplugin)
DESTDIR = ../EchoPlugin
# install
target.path = $$[QT_INSTALL_EXAMPLES]/widgets/tools/echoplugin/plugins
INSTALLS += target
CONFIG += install_ok # Do not cargo-cult this!
在插件子工程中添加一个插件类 EchoPlugin，实现如下：
EchoPlugin.h 文件：
#ifndef ECHOPLUGIN_H
#define ECHOPLUGIN_H
#include <QObject>
#include <QtPlugin>
#include "EchoInterface.h"
// 3.声明插件类，插件类继承自QObject和插件实现的接口
class EchoPlugin : public QObject, EchoInterface
{
// 3.用宏Q_INTERFACES()将插件接口告诉Qt元对象系统（在头文件中）
Q_OBJECT
Q_PLUGIN_METADATA(IID "org.qt-project.Qt.Examples.EchoInterface") // 宏需要声明通过对象实现的接口的IID，并引用一个包含插件元数据的文件
Q_INTERFACES(EchoInterface)
public:
QString echo(const QString &message) override; // 实现的接口：返回字符串消息
};
#endif
EchoPlugin.cpp 文件：
#include "EchoPlugin.h"
// 实现的接口：返回字符串消息
QString EchoPlugin::echo(const QString &message)
{
return message;
}
2.5 GUI应用的实现
实现 MainWindow 主界面。
MainWindow.pro 文件：
QT += widgets
HEADERS = Widget.h \
EchoInterface.h
SOURCES = Widget.cpp \
main.cpp
TARGET = echoplugin
QMAKE_PROJECT_NAME = MainWindow
win32 {
CONFIG(debug, release|debug):DESTDIR = ../debug/
CONFIG(release, release|debug):DESTDIR = ../release/
} else {
DESTDIR = ../
}
# install
target.path = $$[QT_INSTALL_EXAMPLES]/widgets/tools/echoplugin
INSTALLS += target
CONFIG += install_ok # Do not cargo-cult this!
Widget.h 文件：
#ifndef ECHODIALOG_H
#define ECHODIALOG_H
#include <QApplication>
#include <QWidget>
#include <QLabel>
#include <QLineEdit>
#include <QPushButton>
#include <QGridLayout>
#include <QMessageBox>
#include <QDir>
#include <QPluginLoader>
#include "EchoInterface.h"
class Widget : public QWidget
{
Q_OBJECT
public:
Widget();
private slots:
void sendEcho();
private:
void initUI(); // 初始化UI
bool loadPlugin(); // 加载插件
EchoInterface *m_pEchoInterface;
QLineEdit *m_pLineEdit;
QLabel *m_pLabel;
QPushButton *m_pBtn;
};
#endif
Widget.cpp 文件：
#include "Widget.h"
Widget::Widget()
{
// 初始化UI
initUI();
// 加载插件
if (!loadPlugin()) {
QMessageBox::information(this, "Error", "Could not load the plugin");
m_pLineEdit->setEnabled(false);
m_pBtn->setEnabled(false);
}
}
void Widget::sendEcho()
{
// 调用插件接口 - EchoPlugin::echo
QString text = m_pEchoInterface->echo(m_pLineEdit->text());
m_pLabel->setText(text);
}
// 初始化UI
void Widget::initUI()
{
m_pLineEdit = new QLineEdit;
m_pLabel = new QLabel;
m_pLabel->setFrameStyle(QFrame::Box | QFrame::Plain);
m_pBtn = new QPushButton(tr("Send Message"));
connect(m_pLineEdit, &QLineEdit::editingFinished,
this, &Widget::sendEcho);
connect(m_pBtn, &QPushButton::clicked,
this, &Widget::sendEcho);
QGridLayout *m_pLayoutMain = new QGridLayout(this);
m_pLayoutMain->addWidget(new QLabel(tr("Message:")), 0, 0);
m_pLayoutMain->addWidget(m_pLineEdit, 0, 1);
m_pLayoutMain->addWidget(new QLabel(tr("Answer:")), 1, 0);
m_pLayoutMain->addWidget(m_pLabel, 1, 1);
m_pLayoutMain->addWidget(m_pBtn, 2, 1, Qt::AlignRight);
m_pLayoutMain->setSizeConstraint(QLayout::SetFixedSize);
}
// 加载插件
bool Widget::loadPlugin()
{
bool ret = true;
// 获取当前应用程序所在路径
QDir pluginsDir(qApp->applicationDirPath());
if (pluginsDir.dirName().toLower() == "debug" || pluginsDir.dirName().toLower() == "release")
pluginsDir.cdUp();
// 切换到插件目录
pluginsDir.cd("plugins");
// 遍历plugins目录下所有文件
foreach (QString fileName, pluginsDir.entryList(QDir::Files))
{
QPluginLoader pluginLoader(pluginsDir.absoluteFilePath(fileName));
QObject *plugin = pluginLoader.instance();
if (plugin)
{
// 获取插件名称
QString pluginName = plugin->metaObject()->className();
if(pluginName == "EchoPlugin")
{
// 对插件初始化
m_pEchoInterface = qobject_cast<EchoInterface *>(plugin);
if (m_pEchoInterface)
ret = true;
break;
}
else
{
ret = false;
}
}
}
return ret;
}
Main.cpp文件：
#include <QtWidgets>
#include "Widget.h"
#include "EchoInterface.h"
int main(int argv, char *args[])
{
QApplication app(argv, args);
Widget window;
window.show();
return app.exec();
}
2.6 程序运行结果
查看构建目录，生成的插件文件存放在 plugins 目录下：
三、定位插件
Qt 应用程序将会自动感知可用的插件，因为插件都被存储在标准的子目录当中。因此应用程序不需要任何查找或者加载插件的代码。
在开发过程中，插件的目录是 QTDIR/plugins(QTDIR 是 Qt 的安装目录)，每个类型的插件放在相应类型的目录下面。如果想要应用程序使用插件，但不想用标准的插件存放路径，可以在应用程序的安装过程中指定要使用的插件的路径，可以使用 QSettings，保存插件路径，在应用程序运行时读取配置文件。应用程序可以通过QCoreApplication::addLibraryPath()函数将指定的插件路径加载到应用程序中。
使插件可加载的一种方法是在应用程序所在目录创建一个子目录，用于存放插件。如果要发布和 Qt 一起发布的插件（存放在 plugins 目录）中的任何插件，必须拷贝 plugins 目录下的插件子目录到应用程序的根目录下。