Qt信号与槽是基于元对象系统的编译期与运行期协同机制，依赖moc生成staticMetaObject、qt_metacall和metaCall，通过QObject继承、Q_OBJECT宏及类型注册实现类型安全的动态通信。
Qt 的信号与槽机制不是 C++ 语言原生特性，而是 Qt 基于其元对象系统（Meta-Object System）在编译期和运行期协同实现的一套对象通信抽象。它表面简洁，底层却涉及 moc（Meta-Object Compiler）、虚函数表扩展、类型系统注册、动态调用栈构造等关键环节。
元对象系统的核心：moc 生成的元信息代码
Qt 要求带信号/槽或 Q_OBJECT 宏的类必须继承自 QObject，且头文件需被 moc 工具预处理。moc 不是预处理器宏展开器，而是一个独立的 C++ 代码生成器——它解析头文件中的 Q_OBJECT 宏及 Q_SIGNALS/Q_SLOTS 等标记，生成一个同名 *_moc.cpp 文件。
该文件中包含三类关键内容：
- 静态元对象结构体（staticMetaObject）：包含类名、父类指针、属性/方法/枚举的偏移与描述数组，是整个元信息的根节点；
- metaCall 函数：一个 switch-case 分发函数，根据 method index 调用对应槽函数（或信号发射逻辑），支持 void* 参数数组 + 类型 ID 列表的通用调用协议；
- qt_metacall 虚函数重载：每个 QObject 子类都获得该虚函数，它是所有反射调用（信号触发、QMetaObject::invokeMethod、属性访问）的统一入口。
信号发射的底层路径：从 emit 到 metaCall
当你写 emit valueChanged(42)，编译器看到的是一个空宏（#define emit），实际不产生任何指令。真正工作发生在信号函数体内部——moc 为每个信号生成一个空函数体，但其地址被登记在 staticMetaObject.methods[] 中，并被标记为 MethodSignal 类型。
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调用信号时，实际执行流程为：
- 查 signal index → 获取其在 methods 数组中的序号；
- 调用 QObject::activate()（私有静态函数），它遍历该信号连接的所有接收者；
- 对每个连接，构造参数副本（按连接类型决定是否队列化），最终调用接收者对象的 qt_metacall(method_index, Qt::DirectConnection, argv)，进入 metaCall 分发；
- metaCall 中 switch 到对应槽索引，执行类型安全的 static_cast 后调用原始槽函数（参数已由 QVariant 或直接内存拷贝准备就绪）。
连接类型的本质差异：不只是线程调度
Qt::AutoConnection / DirectConnection / QueuedConnection / BlockingQueuedConnection 的区别，核心在于 activate() 中如何触发 qt_metacall：
- DirectConnection：当前线程立即调用接收者的 qt_metacall，如同普通函数调用；
- QueuedConnection：将 method index、参数指针、类型列表打包成 QMetaCallEvent，post 到接收者所在线程的事件循环，由 QMetaObjectPrivate::queuedCallback 在 event handler 中调用 qt_metacall；
- BlockingQueuedConnection：仅限跨线程，发送端线程阻塞等待接收端处理完事件（通过 QSemaphore + 事件循环嵌套实现）；
- AutoConnection：运行时判断发送/接收对象是否在同一线程，自动选 Direct 或 Queued。
注意：QueuedConnection 要求参数类型可被 QMetaType 系统识别（已注册），否则连接失败 —— 因为需要序列化/反序列化到事件中。
为什么不能在非 QObject 类或普通函数上用信号槽？
因为信号槽依赖三个硬性条件：
- 类必须有 Q_OBJECT 宏 → 触发 moc 生成 staticMetaObject 和 qt_metacall；
- 必须继承 QObject → 提供 d_ptr（指向 QObjectData 的数据指针）、事件循环接入点、连接链表管理内存；
- 所有信号/槽地址必须在 staticMetaObject.methods[] 中注册 → 供 qt_metacall 查找分发。
没有这些，emit 就只是个空宏，connect 会因找不到 method index 而返回 false，底层无元信息支撑，无法完成类型擦除 + 动态分发。
Qt 的元对象系统是轻量级 RTTI 的替代方案，用编译期生成 + 运行期查表的方式，换来了比 std::any/std::function 更低的调用开销和更强的跨线程/跨类型能力。理解 moc 如何介入构建、qt_metacall 如何成为万能跳板、以及连接类型如何映射到底层同步原语，才算真正看穿了信号槽的骨架。
