1、middleware technology and application1第五章第五章 COM 相关技术相关技术COM 技术的发展技术的发展COM技术的体系结构技术的体系结构COM技术中的接口技术中的接口COM类工厂机制类工厂机制middleware technology and application2COM技术的发展COM技术经历了DLLOLE(建立在DDE的基础上的)1993 年正式 引入COM 规范(1993中旬COM首次出现。微软推出 OLE2.0，开始用COM代替DDE作为底层通讯协议。这也是COM第一个重要的用途。)DCOM 发表于1996COM+发表于1999.NET发表于2
2、000年7月middleware technology and application3COM的出现 1996年，大多数开发人员开始编写32位的WIN95应用程序。他们发现，OLE使用COM的方式是一种非常好的设计软件的方法。开发人员开始使用类似的方法编写自己的对象和界面。另外，操作系统也开始要求使用COM技术编程，如编写WIN95用户界面。COM组件的设计是实现一个保罗万象的二进制通用代码复用技术二进制通用代码复用技术，和今时今日的面向服务复用技术不同，当年的技术更崇尚与方法复用，COM技术提供了跨计算机的二进制通讯规范（也就是说是大家都要遵守的合同）。用于软件组件间跨进程，跨机器，和操作系
3、统进行交互操作。COM是透明位置的。它可以在EXE，DLL或者远程机器上使用。middleware technology and application42009年1月份第3届中国IT技术精英大会上对外发布 WCF是微软用于开发面向服务的Windows应用程序的统一平台。middleware technology and application5COM/DCOM COM/DCOM（Component Object Model，构件对象模型/Distrubuted Component Object Model）是Microsoft提出的一个(分布的)二进制兼容构件的规范。只要遵守这种规范，不管用
4、什么编程语言和工具开发的COM构件，也不管是否运行在同一台机器上，还是运行在不同的机器上，都可以被使用。middleware technology and applicationMiddleware 6C+的类和对象一、类和对象假设你在C+中创建了一个称为xxx的简单类。它有几个成员函数，称为MethodA,MethodB和MethodC。每个成员函数可接收参数，并返回一个结果。该类的定义如下所示：class xxx public:int MethodA(int a);int MethodB(float b);float MethodC(float c);middleware technolo
5、gy and applicationMiddleware 7C+类，对象的使用 xxx*px;/指向xxx类的指针px=new xxx;/创建对象px-MethodA(1);/调用方法delete px;/释放对象 middleware technology and application8COM对象模型COM使用相同的面向对象模型。COM拥有与C+对象一样的类、成员函数和实例。通过指针来访问COM对象，在完成处理后，必须释放它们。ixx*pi /指向to xxx COM接口的指针CoCreateInstance(&pi)/创建接口pi-MethodA();/调用方法pi-Release();
6、/释放接口 middleware technology and application9C+对象与COM对象的不同C+对象通常都运行在同一进程空间中。COM对象可跨进程和跨计算机运行。COM方法可通过网络调用。在一个进程空间中，C+方法的名字必须是唯一的，而COM对象的名字在整个世界中都是唯一的。COM服务器可以使用多种不同的语言和在不同的操作系统上编写，而C+对象通常都使用C+编写 10C+与COM的比较概念传统的C+/OOPCOM客户端 一个从某个服务器请求服务的程序 一个调用COM方法的程序 服务器 一个为其它程序服务的程序 一个让某个COM客户得到COM对象的程序 接口 没有 通过CO
7、M调用的一组函数的一个指示器 类一个数据类型定义了一组一起使用的方法和数据 一个对象的定义，用来实现一个或者多个COM接口，“coclass”也是 对象一个类的实例化一个coclass的实例化Marshalling没有在客户和服务器端之间移动数据middleware technology and application11接口的概念COM接口是一个全新的概念，在C+中是没有的。一个接口没有一个有形的存在。它类似一个抽象类，但不完全一样。简单地说，接口是函数的集合接口是函数的集合。在C+，一个类仅允许有一个接口。这个接口的成员函数都是该类所有的公有成员函数。接口是类的公共可见部分。在C+中一个接
8、口和一个类几乎没有任何的区别，以下就是C+类的一个例子：类的public子集是外部的“接口”。接口将类的内部和使用者隔离开来。class yyy public:int DoThis();private:void Helper1();int count;int x,y,z;middleware technology and application12COM中的接口COM允许一个coclass（COM类）拥有多个接口，每个接口拥有自己的名字和函数集。这样做便可得到更为复杂和功能更强的对象。这个概念与C+是完全不同的。一个COM对象可支持一个接口的集合，每个接口都拥有自己的名字。对于你自己创建的CO
9、M对象，你可以只使用单一COM接口。也可支持多个COM接口。COM接口的名字是唯一的。隔离接口和实现接口和实现对于COM是至关紧要的。通过将它的实现和接口隔离开，我们可以建立组件。组件可被替换和重用。两者均可简化和增加对象的可用性。middleware technology and application13COM构件模型*建立在二进制层次上的标准 -编程语言和开发工具无关*COM规范 -平台无关 -定义了大量的标准接口（如IUnknown、IClassFactory、IDispatch等等）用于各种用途*COM实现 -平台相关 -Windows实现了规范及许多辅助功能middleware t
10、echnology and application14COM 组件的使用和开发特点:COM 组件力图做到以一致的方式使用组件和开发组件.从体系结构上保证所开发的组件的无时间差异性;（允许用户透明地使用组件的不同版本）无功能差异;（按相同的方式处理变化的组件）位置透明性;（不表现出对组件所处位置的信赖）语言无关性;运行环境无关性;middleware technology and application15COM对象COM接口COM组件COM基础结构middleware technology and application16几个基本概念COM接口接口 客户与对象之间的协议，客户使用COM接口调
11、用COM对象的服务COM对象对象 实现COM接口 通过COM接口提供服务 可包含多个接口COM构件（组件）构件（组件）COM对象的载体，可包含多个COM对象 可独立发布的二进制组件 在Windows平台上为DLL或者EXECOM库库 提供 了用户和组件可调用的基本函数middleware technology and application17进程内构件COM库库客户应用客户应用程序程序服务器服务器对对象象1.客户调用客户调用CoCreatinstance(CLSID_X,IDD_A)2.COM定位并实例化服务器定位并实例化服务器CLSID_X C:svr1.DLLCLSID_Y C:svr2
12、.EXE3.COM库将界面库将界面A的指针返回的指针返回4.客户调用客户调用界面界面A的方法的方法middleware technology and application18进程外构件middleware technology and application19远程外构件middleware technology and application20注册表 -发布构件信息、对象信息、接口信息等构件发布middleware technology and application21COM功能*基本功能 -IUnknown（queryinterface,Addref,Release）-IDispat
13、ch*扩展功能 -自动化 -连接点 -结构化存储 -名字服务 middleware technology and application22COM体系结构middleware technology and application23COM应用*OLE *ActiveX Control*ASP*OLE DB.24COM接口和对象25COM接口 接口标识IID IUnknown COM接口二进制结构26COM接口的标识IID 是GUID的一种用法，GUID是一个128位的长整数，具有全球唯一性,前48位是组件位置信息,后80位是组件的时间信息。例子：54BF6567-1007-11D1-B0AA-
14、444553540000 C语言结构和定义：typedef struct _GUID DWORD Data1;WORD Data2;WORD Data3;BYTE Data48;GUID;extern C const GUID IID_IString=0 x54bf6567,0 x1007,0 x11d1,0 xb0,0 xaa,0 x44,0 x45,0 x53,0 x54,0 x00,0 x00 ;27IUnknown接口 所有的COM接口都从IUnknown派生 C+定义：class IUnknown public:virtual HRESULT_stdcall QueryInterfa
15、ce(const IID&iid,void*ppv)=0;virtual ULONG _stdcall AddRef()=0;virtual ULONG _stdcall Release()=0;28IUnknown接口C定义：typedef struct IUnknownVtbl HRESULT(STDMETHODCALLTYPE _RPC_FAR*QueryInterface)(IUnknown _RPC_FAR*This,/*in*/REFIID riid,/*iid_isout*/void _RPC_FAR*_RPC_FAR*ppvObject);ULONG(STDMETHODCALL
16、TYPE _RPC_FAR*AddRef)(IUnknown _RPC_FAR*This);ULONG(STDMETHODCALLTYPE _RPC_FAR*Release)(IUnknown _RPC_FAR*This);IUnknownVtbl;interface IUnknown CONST_VTBL struct IUnknownVtbl _RPC_FAR*lpVtbl;29COM接口二进制结构接口指针指针pVtable指针函数1指针函数2指针函数3vtable对象实现30COM接口的内存模型31接口查询 目的：按照COM规范，一个COM对象可以实现多个接口。从一个接口到另一个接口的访
17、问途径 函数QueryInterface(iid,ppv)用法：初始得到了一个接口指针之后，调用它 QueryInterface函数，获得另一个接口指针QueryInterface在返回接口之前，必须调用新接口的AddRef函数 返回值说明了对象对接口的支持情况 S_OK、E_NOINTERFACE、E_UNEXPECTED32引用计数目的：是为了控制对象的生命周期用法：-客户要引用接口时 调用AddRef()增一 -客户用完接口时 调用Release()减一 -当对象的引用计数为0时，释放 middleware technology and application33引用计数问题在整个生存期
18、内，AddRef与Release一定要配对，否则：漏掉漏掉AddRef，程序出错，程序出错 漏掉漏掉Release，对象永不释放，对象永不释放middleware technology and application34COM对象1.客户的交互实体2.包括属性和方法，或者状态和操作3.能够提供服务通过COM接口middleware technology and application35COM对象的标识CLSID1.是GUID的一种用法2.创建对象的时候必须要提供CLSID3.COM对象的身份 身份是否一致的可判断性middleware technology and application36
19、COM对象和接口图示字典对象字典对象IUnknownIDictionaryISpellCheckmiddleware technology and application37COM对象与C+对象的比较C+对象设计=多态性+(某些)迟绑定+(某些)封装性 +(实现/接口)继承COM对象设计=多态性+(完全)迟绑定+(完全)封装性 +接口继承+二进制重用性middleware technology and application38IDL简介数据类型 包括基本数据类型、结构、联合、枚举、typedef等interfacecoclasslibrary 可以产生类型库39IUnknown接口的IDL描
20、述 local,object,uuid(00000000-0000-0000-C000-000000000046),pointer_default(unique)interface IUnknown typedef unique IUnknown*LPUNKNOWN;HRESULT QueryInterface(in REFIID riid,out,iid_is(riid)void*ppvObject);ULONG AddRef();ULONG Release();40 IDictionary接口的IDL描述 local,object,uuid(E13EF4E4-D2F2-11d0-9816-
21、00C04FD91972),pointer_default(unique)interface IDictionary:IUnknownHRESULT Initialize();HRESULT LoadLibrary(in string);HRESULT InsertWord(in string,in string);HRESULT DeleteWord(in string);HRESULT LookupWord(in string,out string*);HRESULT RestoreLibrary(in string);HRESULT FreeLibrary();41IDL中类的描述uui
22、d(1e196b20-1f3c-1069-996b-00dd010fe676),version(1.0),helpstring(MyDictionary class),helpcontext(2481),appobjectcoclass MyDictionaryinterface IDictionary:IUnknown;42IDL中库的描述uuid(12345678-1234-1234-1234-123456789ABC),helpstring(MyDictionary 2.0 Type Library),lcid(0 x0409),version(2.0)library MyDiction
23、aryLibinterface IDictionary:IUnknown;middleware technology and application43编译IDLxxx.IDL文件MIDL.exexxx.h C+头文件xxx_i.c GUIDxxx_p.c P/Sdlldata.cxxx.tlb用于客户/服务器proxy/stub用于其他编程语言，如Java、VB.h 接口说明的头文件；_p.c 实现了接口的代理和存根；_i.c 定义了IDL文件中用到的所有全局描述符GUID；dlldata.c 包含代理/存根程序的入口函数以及代理类厂所需要的数据结构等。middleware technolo
24、gy and application44COM实现middleware technology and application45实现形式进程内组件 in process component进程外组件 out of process componentmiddleware technology and application46进程内组件组件：做成DLL，引出对象创建函数客户：用到的API函数，LoadLibrary、GetProcAddress、FreeLibrarymiddleware technology and application47进程外组件实现形式：EXEIPC：DDE、消息机制、
25、共享内存、RPC/LPC等等middleware technology and application48进程外组件middleware technology and application49回顾：客户与对象之间的连接客户通过vtable与对象进行通信客户如何获得第一个接口指针？CreateString引出函数middleware technology and application50创建函数方案1:直接引出创建函数。方案2:把创建函数封装到一个对象中。优点：灵活，客户以一致的方式调用创建函数。middleware technology and application51创建函数所在的对象
26、该对象被称为类对象，也称为类厂现在问题是：如何创建类厂对象？通过引出一个固定的函数：DllGetClassObject 客户-引出函数-类厂对象-用户对象增加了一层间接性，带来灵活性middleware technology and application52类厂对象实例对象创建类厂对象创建对象结构示意图客户创建实例对象DllGetClassObjectmiddleware technology and application53类厂(Class Factory)类厂：用于创建COM对象的COM对象目标：完成COM对象的创建过程，更好地把客户与对象隔离开来。特殊性：实现一个或多个创建接口，缺省
27、的接口为IClassFactory 类厂本身没有CLSIDmiddleware technology and application54类厂(续)类厂与COM对象有一一对应关系middleware technology and application55创建类厂对象DllGetClassObject创建类厂对象 创建类厂对象需要哪些信息？DllGetClassObject原型：HRESULT DllGetClassObject(const CLSID&clsid,const IID&iid,(void*)ppv );middleware technology and application56
28、创建函数需要哪些信息clsid 与类厂绑在一起iid 客户提供/IID_IClassFactory 结果接口指针 类型取决于iidmiddleware technology and application57IClassFactory接口class IClassFactory:public IUnknown virtual HRESULT _stdcall CreateInstance(IUnknown*pUnknownOuter,const IID&iid,void*ppv)=0;virtual HRESULT _stdcall LockServer(BOOL bLock)=0;middle
29、ware technology and application58小结：客户创建对象过程客户提供信息 组件位置、clsid、iid、结果接口指针地址ppv过程：根据组件位置，LoadLibrary GetProcAddress，获取DllGetClassObject 用clsid和IID_IClassFactory获得类厂对象接口指针pFactory 用iid、ppv调用pFactory-CreateInstancemiddleware technology and application59创建过程的位置透明性位置透明性可以极大地方便客户程序如何做到位置透明性？在当前环境下，每个clsid必
30、定与某个组件相联系 如何从clsid映射到组件位置？解决方案：维护clsid与组件位置的映射关系 在客户与组件之间插入中介middleware technology and application60COM方案在Windows平台上，使用系统注册表保存映射关系，所以，从clsid可以找到对应组件的位置在客户与组件之间插入COM库，由COM库完成创建的细节工作middleware technology and application61Windows系统注册表树状结构 根是“My Computer”预定义的5个子节点 HKEY_CLASSES_ROOT HKEY_CURRENT_USER HKE
31、Y_LOCAL_MACHINE HKEY_USERS HKEY_CURRENT_CONFIGmiddleware technology and application62通过注册表管理COM对象HKEY_CLASSES_ROOTCLSIDmiddleware technology and application63TreeView组件的注册信息Microsoft TreeView ControlC:WINDOWSSYSTEMCOMCTL32.OCXCOMCTL.TreeCtrl.6B7E6392-850A-101B-AFC0-4210102A8DA7.middleware technology and application64回顾：COM对象的标识CLSID，两种形式 128位整数，随机数，不需要运算功能，但是需要比较和查找功能 字符串形式 例如:72d3edc2-a4c4-11d0-8533-00c04fd8d503ProgID：友好名，字符串形式 有可能重名，用一种约定来避免重名 例如：Word.Document 包含版本：Word.Document.8middleware technology and application65注册表其他事项系统全局的注册信息、公共信息仓库工具RegEdit.exe、RegSvr32.exe、OLEView程序访问途径：Win32 API
