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COM技术初探(转)

原创 Linux操作系统 作者:jcszjswkzhou 时间:2019-01-26 08:48:04 0 删除 编辑
一、COM是一个更好的C++

1、COM 是什么

Don Box 说"COM IS LOVE"。COM 的全称是 Component Object Model 组件对象模型。

2、从 C++ 到 DLL 再到 COM

2.1 C++

如某一软件厂商发布一个类库(CMath四则运算),此时类库的可执行代码将成为客户应用中不可分割的一部分。假设此类库的所产生的机器码在目标可执行文件中占有4MB的空间。当三个应用程序都使用CMath库时,那么每个可执行文件都包含4MB的类库代码(见图1.1)。当三个应用程序共同运行时,他们将会占用12MB的虚拟内存。问题还远不于此。一旦类库厂商发现CMath类库有一个缺陷后,发布一个新的类库,此时需要要求所有运用此类库的应用程序。此外别无他法了。




图1.1 CMath 的三个客户


2.2 DLL

解决上面问题的一个技术是将CMath类做成动态链接库(DLL ,Dynamic Link Library)的形式封装起来 。
在使用这项技术的时候,CMath的所有方法都将被加到 CMath dll 的引出表(export list)中,而且链接器将会产生一个引入库(import library)。这个库暴露了CMath的方法成员的符号 。当客户链接引入库时,有一些存根会被引入到可执行文件中,它在运行时通知装载器动态装载 CMath Dll。
当 CMath 位于dll中时,他的运行模型见图1.2


图1.2 CMath引入库

2.3 COM

"简单地把C++类定义从dll中引出来"这种方案并不能提供合理的二进制组件结构。因为C++类那既是接口也是实现。这里需要把接口从实现中分离出来才能提供二进制组件结构。此时需要有二个C++类,一个作为接口类另一个作为实现类。让我们开始COM之旅吧。

二、COM基础

1、 COM基本知识

1.1 返回值HRESULT

COM要求所有的方法都会返回一个HRESULT类型的错误号。HRESULT 其实就一个类型定义:

typedef LONG HRESULT;
有关HRESULT的定义见 winerror.h 文件
// Values are 32 bit values layed out as follows:
//
// 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
// 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
// +-+----+-------------------------+---------------------------------+
// |S| Res| Facility | Code |
// +-+----+-------------------------+---------------------------------+
//
// where
//
// S - is the severity code
//
// 0 - Success
// 1 - Error
//
// Res- is a reserved bit
//
// Facility - is the facility code
//
// Code - is the facility''s status code

我们一般下面的宏来判断方法是否成功: #define SUCCEEDED(hr)(long(hr)>=0)
#define FAILED(hr)(long(hr)<0)

1.2 初识 IDL

每个标准的COM组件都需要一个接口定义文件,文件的扩展名为IDL。让我们看IUnknow接口的定义文件是怎样的。[
local,
object,
uuid(00000000-0000-0000-C000-000000000046),
pointer_default(unique)
]

interface IUnknown


[local]属性禁止产生网络代码。
[object]属性是表明定义的是一个COM接口,而不是DEC风格的接口。
[uuid]属性给接口一个GUID。
[unique]属性表明null(空)指针为一个合法的参数值。
[pointer_defaul]属性所有的内嵌指针指定一个默认指针属性
typedef [unique] IUnknown *LPUNKNOWN;这是一个类型定义
cpp_quote这个比较有趣,这是一个在idl文件写注解的方法。这些注解将保存到***.h和***_i.c文件中
[in]表示这个参数是入参
[out]表示这个参数是出参
[iid_is(riid)]表示这个参数需要前一个的riid 参数。
注意:所有具有out属性的参数都需要是指针类型。

1.3 IUnkown接口

在整个例子除了IUnkown这个东西,其他应该不会感到陌生吧!COM要求(最基本的要求)所有的接口都需要从IUnknown接口直接或间接继承,所以IUnknown接口有"万恶之源"之称。
IUnkown接口定义了三个方法。 HRESULT QueryInterface([in] REFIID riid,[out] void **ppv);
ULONG AddRef();
ULONG Release();
其中 AddReft() 和Release()负责对象引用计数用的,而 QueryInterface()方法是用于查询所实现接口用的。每当COM组件被引用一次就应调用一次AddRef()方法。而当客户端在释放COM组件的某个接口时就需要调用Release()方法。
这里所讲的请在下面的例子仔细体会。

2、一个比较简单的COM

此例子共有四个文件组成:
 文件名 说明
Interface.h 接口类定义文件
Math.h和Math.cpp 实现类文件
Simple.cpp 主函数文件 这里用来当作COM的客户端

2.1 interface.h 文件


#ifndef INTERFACE_H
#define INTERFACE_H
#include

//
static const GUID IID_ISimpleMath =
};

//
static const GUID IID_IAdvancedMath =
};

interface ISimpleMath : public IUnknown
{
public:
virtual int Add(int nOp1, int nOp2) = 0;
virtual int Subtract(int nOp1, int nOp2) = 0;
virtual int Multiply(int nOp1, int nOp2) = 0;
virtual int Divide(int nOp1, int nOp2) = 0;
};

interface IAdvancedMath : public IUnknown
{
public:
virtual int Factorial(int nOp1) = 0;
virtual int Fabonacci(int nOp1) = 0;
};
#endif
此文件首先 #include 将 IUnknown 接口定义文件包括进来。
接下来定义了两个接口,GUID(Globally Unique Identifier全局唯一标识符)它能保证时间及空间上的唯一。
ISmipleMath接口里定义了四个方法,而IAdvancedMath接口里定义了二个方法。这些方法都是虚函数,而整个 ISmipleMath 与 IAdvancedMath 抽象类就作为二进制的接口。

2.2 math.h文件 #include "interface.h"

class CMath : public ISimpleMath,
public IAdvancedMath
{
private:
ULONG m_cRef;

private:
int calcFactorial(int nOp);
int calcFabonacci(int nOp);

public:
//IUnknown Method
STDMETHOD(QueryInterface)(REFIID riid, void **ppv);
STDMETHOD_(ULONG, AddRef)();
STDMETHOD_(ULONG, Release)();

// ISimpleMath Method
int Add(int nOp1, int nOp2);
int Subtract(int nOp1, int nOp2);
int Multiply(int nOp1, int nOp2);
int Divide(int nOp1, int nOp2);

// IAdvancedMath Method
int Factorial(int nOp);
int Fabonacci(int nOp);
};
此类为实现类,他实现了ISmipleMath和IAdvancedMath两个接口类(当然也可以只实现一个接口类)。
请注意:m_cRef 是用来对象计数用的。当 m_cRef 为0组件对象应该自动删除。

2.3 math.cpp文件 #include "interface.h"
#include "math.h"

STDMETHODIMP CMath::QueryInterface(REFIID riid, void **ppv)
{// 这里这是实现dynamic_cast的功能,但由于dynamic_cast与编译器相关。
if(riid == IID_ISimpleMath)
*ppv = static_cast((this);
else if(riid == IID_IAdvancedMath)
*ppv = static_cast(this);
else if(riid == IID_IUnknown)
*ppv = static_cast(this);
else {
*ppv = 0;
return E_NOINTERFACE;
}

reinterpret_cast(*ppv)->AddRef(); //这里要这样是因为引用计数是针对组件的
return S_OK;
}

STDMETHODIMP_(ULONG) CMath::AddRef()
{
return ++m_cRef;
}

STDMETHODIMP_(ULONG) CMath::Release()
{
ULONG res = --m_cRef; // 使用临时变量把修改后的引用计数值缓存起来
if(res == 0) // 因为在对象已经销毁后再引用这个对象的数据将是非法的
delete this;
return res;
}

int CMath::Add(int nOp1, int nOp2)
{
return nOp1+nOp2;
}

int CMath::Subtract(int nOp1, int nOp2)
{
return nOp1 - nOp2;
}

int CMath::Multiply(int nOp1, int nOp2)
{
return nOp1 * nOp2;
}

int CMath::Divide(int nOp1, int nOp2)
{
return nOp1 / nOp2;
}

int CMath::calcFactorial(int nOp)
{
if(nOp <= 1)
return 1;

return nOp * calcFactorial(nOp - 1);
}

int CMath::Factorial(int nOp)
{
return calcFactorial(nOp);
}

int CMath::calcFabonacci(int nOp)
{
if(nOp <= 1)
return 1;

return calcFabonacci(nOp - 1) + calcFabonacci(nOp - 2);
}

int CMath::Fabonacci(int nOp)
{
return calcFabonacci(nOp);
}
CMath::CMath()
{
m_cRef=0;
}
此文件是CMath类定义文件。

2.4 simple.cpp文件 #include "math.h"
#include

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
ISimpleMath *pSimpleMath = NULL;//声明接口指针
IAdvancedMath *pAdvMath = NULL;

//创建对象实例,我们暂时这样创建对象实例,COM有创建对象实例的机制
CMath *pMath = new CMath;

//查询对象实现的接口ISimpleMath
pMath->QueryInterface(IID_ISimpleMath, (void **)&pSimpleMath);
if(pSimpleMath)
cout << "10 + 4 = " << pSimpleMath->Add(10, 4) << endl;

//查询对象实现的接口IAdvancedMath
pSimpleMath->QueryInterface(IID_IAdvancedMath, (void **)&pAdvMath);
if(pAdvMath)
cout << "10 Fabonacci is " << pAdvMath->Fabonacci(10) << endl;

pAdvMath->Release();
pSimpleMath->Release();
return 0;
}
此文件相当于客户端的代码,首先创建一个CMath对象,再根据此对象去查询所需要的接口,如果正确得到所需接口指针,再调用接口的方法,最后再将接口的释放掉。

2.5 Math组件的二进制结构图

图1.3 Math组件二进制结构图

2.6 小结

此例子从严格意义上来并不是真正的COM组件(他不是dll),但他已符合COM的最小要求(实现IUnknown接口)。

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