COM应用软件开发技术
蔡倩
1.COM技术概述 COM表示Component Object Model(组件对象模型)，它是Microsoft大力推广的软件开发技术。采用COM规范开发的应用软件具有强大的功能，主要有如下几点： ◆COM是二进制编程规范，可以编写被多种语言使用的代码。 ◆用于创建ActiveX控件。 ◆通过OLE Automation 控制其它的程序。 ◆与其它机器上的对象或程序进行对话，构成分布式应用程序。 Microsoft推出Windows 98和Windows NT 5.0后，整个操作系统的核心都围绕着COM来建立。我们可以把Windows系统看作是一系列的COM接口，在需要是可以调用这些接口。如DirectX就是一系列的COM接口服务程序，通过它可以进行高性能的Windows图形程序设计。 用COM技术开发的应用程序从理论上说是客户/服务器模式的程序。程序员可以使用一系列的COM服务程序来构造他们自己的应用程序，这些服务程序可以根据需要随时嵌入到主程序中。在分布式系统中，可以通过网络来访问这些服务程序。将来，操作系统和整个网络可能会被看作是一套以COM对象形式提供的服务集。一部分程序员负责建立这些服务，而另一部分程序员只负责如何调用它们。其目的是实现软件的即插即用。 开发COM应用程序是比较复杂的，通常需采用ActiveX模板库（ATL）来编程。在这里我们推荐采用C++ Builder来开发COM程序，Inprise（Borland）公司的面向对象技术一直处于世界领先水平，C++ Builder采用可视化方法，隐藏了ATL的实现细节，自动生成COM接口所需的代码。 以下的程序举例采用C++ Builder 4.0 编制,在中文Windows98环境下运行。 2.建立COM服务程序 COM服务程序有三种形式，第一种是驻留在本地机器上以DLL形式提供，该服务程序被调用时，嵌入到调用程序的线程中运行；第二种是驻留在本地机器上以EXE形式提供，该服务程序被调用时将占用独立的线程运行；第三种驻留在远端机器上以EXE形式提供，服务程序通过网络被调用，它在远端机器上运行，结果通过网络返回调用者。 在此采用第一种形式建立COM服务程序，这也是最常用的形式，DirectX就是采用这种形式提供的。 C++ Builder建立COM服务程序的方法如下： 2.1创建支持COM接口对象的动态连接库文件： ◆打开File/New/ActiveX项目页，选择ActiveX Library； ◆选择Save All 将项目以PCOMServer文件名保存；此时C++ Builder 自动生成如下的文件： PCOMServer.bpr：工程的项目文件； PCOMServer.h,PCOMServer.cpp：支持COM对象的动态连接库源文件，其中有许多函数用于COM接口对象的自动装配，大家不用去编辑它们； PCOMServer_ATL.h,PCOMServer_ATL.cpp：ATL形式的文件供C++ Builder编译器调用，大家也不要去编辑它们。 ◆打开Project/Options/Linker 属性页不选中Use dynamic RTL选项，打开Project/Options/Packages属性页不选中Builder with runtime packages选项，这两步操作可以使开发的COM动态连接库不依赖C++ Builder的VCL动态连接库，有利于独立发行，但在一般情况下还是建议选中这两项。 2.2建立COM接口对象 打开File/New/ActiveX属性页,选择Automation Object表示向服务程序中插入一个自动类型的COM对象，我们选择这种类型的COM对象是为了可以自动注册，并且自动支持可以被其他语言调用。此时出现如下的对话框，输入COM类的名字MyCOM即可，对话框中的其它选项用于规定COM对象的性质，可查看帮助信息。 2.3通过类型库编辑器编辑COM对象中相应接口对象的属性和方法 此时自动进入类型库编辑器，类型库用于存储COM对象的说明，是一个可以被多种语言调用的头文件包。在类型库中，可以定义COM对象的接口，定义接口对象的属性和方法等。类型库编辑器如下所示： 可以看出此时自动产生了MyCOM类的一个接口类IMyCOM，在COM应用软件中我们实际上是与接口对象打交道，下面通过类型库编辑器为IMyCOM接口定义方法和属性。 ◆单击编辑器顶部的Method按钮； ◆在Arributes页面的Name字段中输入方法的名称，本例中是AddInt用于整数加法； ◆在Parameters页面中，单击Add按钮编辑方法中的参数； x和y是输入的两个整数，ret用于返回运算的结果，必须定义为指针型 ◆切换到Flags页面，可以对接口的属性作调整； ◆在Text页面中可以检查生成的IDL代码： [id(0x00000001)] HRESULT _stdcall AddInt([in] int x, [in] int y, [out, retval] int * ret ); ◆单击Refresh按钮，此时可以关闭类型库编辑器。当需要为接口添加新的属性和方法时，可以通过View/Type Library重新打开编辑器。选择Save All用C++ Builder提供的缺省文件名保存类型库的相关文件如下： PCOMServer.TLB: 类型库文件； PCOMServer_TLB.cpp:包含COM接口和对象的说明，其主要目的是方便访问，在客户程序中需将本文件包含到客户程序的工程中； PCOMServer_TLB.h: PCOMServer_TLB.cpp的头文件，通过#include引入到客户程序中。 MyCOMImpl.cpp: 该文件是我们需要编写程序代码的地方，实现类型库定义的接口对象的方法和属性； MyCOMImpl.h: MyCOMImpl.cpp的头文件。 2.4 实现COM接口中的方法 打开MyCOMImpl.cpp文件会发现我们在类型库编辑器中定义的方法，为该方法编写代码如下： STDMETHODIMP TMyCOMImpl::AddInt(int x, int y, int* ret) { *ret=x+y; return S_OK; } 2.5 生成DLL文件并注册COM对象 ◆选择Project/Builder PCOMServer 生成PCOMServer.DLL文件。 ◆打开类型库编辑器，单击Register按钮完成对COM对象的注册。 通过Windows任务栏中的Run菜单运行REGEDIT程序，在Windows注册表的HKEY_CLASSES_ROOT键下查找到PCOMServer.MyCOM子键,PCOMServer为DLL文件的名字,MyCOM为COM对象的名字,在下面可以看到该COM对象的全局唯一描述符CLSID如下: {59834F03-49F1-11D3-B85B-00E09804A418} 注意:不同的机器生成的描述符不同. 在HKEY_CLASSES_ROOT键下查找到CLSID子键，在它下面找{59834F03-49F1-11D3-B85B-00E09804A418}子键，下面有如下的条目： InprocServer32：存储PCOMServer.DLL的路径目录； ProgID：存储COM对象的注册名：PCOMServer.MyCOM； Typelib：存储COM对象的CLSID值{59834F03-49F1-11D3-B85B-00E09804A418}。 COM对象就是通过在注册表中的纪录实现DLL与客户程序的自动连接。 3.建立COM客户程序 客户程序将访问PCOMServer.DLL服务程序中的MyCOM对象，这些对象的说明保存在前面所述的TLB文件中。我们可以直接将PCOMServer_TLB.cpp加入到客户程序的项目文件中，并在客户程序中引用PCOMServer_TLB.h文件；也可以通过Project/Import Type Library引用PCOMServer_TLB.TLB文件，重新生成.cpp和.h文件,自动完成上述过程。 客户程序的编程重点是实现对服务程序中COM对象的方法的调用，调用的方法有多种，都是通过所谓的代理接口来完成的，这些代理接口在PCOMServer_TLB.h中有详细的定义，从这些定义中可以看出这些代理接口调用对象方法的过程。 PCOMServer_TLB.h文件很重要，包含了调用MyCOM对象的各种接口信息，该文件主要内容如下： // Type Lib: D:\CAI\com\PCOMServer.tlb // IID\LCID: {5BD378E5-4B57-11D3-B85B-00E09804A418}\0 // Helpfile: // DepndLst: // (1) v2.0 stdole, (C:\WINDOWS\SYSTEM\STDOLE2.TLB) // (2) v4.0 StdVCL, (C:\WINDOWS\SYSTEM\STDVCL40.DLL) // ************************************************************************ #ifndef __PCOMServer_TLB_h__ #define __PCOMServer_TLB_h__ #pragma option push -b -w-inl #include <vcl/utilcls.h> #if !defined(__UTILCLS_H_VERSION) || (__UTILCLS_H_VERSION < 0x0101) #error "This file requires an newer version of the header file UTILCLS.H" #endif #include <olectl.h> #include <ocidl.h> #if defined(USING_ATLVCL) || defined(USING_ATL) #if !defined(__TLB_NO_EVENT_WRAPPERS) #include <atl/atlmod.h> #endif #endif namespace Stdvcl {class IStrings; class IStringsDisp;} using namespace Stdvcl; namespace Pcomserver_tlb { DEFINE_GUID(LIBID_PCOMServer, 0x5BD378E5, 0x4B57, 0x11D3, 0xB8, 0x5B, 0x00, 0xE0, 0x98, 0x04, 0xA4, 0x18); DEFINE_GUID(IID_IMyCOM, 0x5BD378E6, 0x4B57, 0x11D3, 0xB8, 0x5B, 0x00, 0xE0, 0x98, 0x04, 0xA4, 0x18); DEFINE_GUID(CLSID_MyCOM, 0x5BD378E8, 0x4B57, 0x11D3, 0xB8, 0x5B, 0x00, 0xE0, 0x98, 0x04, 0xA4, 0x18); interface DECLSPEC_UUID("{5BD378E6-4B57-11D3-B85B-00E09804A418}") IMyCOM; typedef IMyCOM MyCOM; #define LIBID_OF_MyCOM (&LIBID_PCOMServer) interface IMyCOM : public IDispatch { public: virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE AddInt(int x/*[in]*/, int y/*[in]*/, int* ret/*[out,retval]*/) = 0; // [1] #if !defined(__TLB_NO_INTERFACE_WRAPPERS) int __fastcall AddInt(int x/*[in]*/, int y/*[in]*/) { int ret; OLECHECK(this->AddInt(x, y, &ret)); return ret; } #endif // __TLB_NO_INTERFACE_WRAPPERS }; #if !defined(__TLB_NO_INTERFACE_WRAPPERS) template <class T /* IMyCOM */ > class TCOMIMyCOMT : public TComInterface<IMyCOM>, public TComInterfaceBase<IUnknown> { public: TCOMIMyCOMT() {} TCOMIMyCOMT(IMyCOM *intf, bool addRef = false) : TComInterface<IMyCOM>(intf, addRef) {} TCOMIMyCOMT(const TCOMIMyCOMT& src) : TComInterface<IMyCOM>(src) {} TCOMIMyCOMT& operator=(const TCOMIMyCOMT& src) { Bind(src, true); return *this;} HRESULT __fastcall AddInt(int x/*[in]*/, int y/*[in]*/, int* ret/*[out,retval]*/); int __fastcall AddInt(int x/*[in]*/, int y/*[in]*/); }; typedef TCOMIMyCOMT<IMyCOM> TCOMIMyCOM; template<class T> class IMyCOMDispT : public TAutoDriver<IMyCOM> { public: IMyCOMDispT(){} IMyCOMDispT(IMyCOM *pintf) { TAutoDriver<IMyCOM>::Bind(pintf); } IMyCOMDispT& operator=(IMyCOM *pintf) { TAutoDriver<IMyCOM>::Bind(pintf); return *this; } HRESULT BindDefault(/*Binds to new instance of CoClass MyCOM*/) { return OLECHECK(Bind(CLSID_MyCOM)); } HRESULT BindRunning(/*Binds to a running instance of CoClass MyCOM*/) { return BindToActive(CLSID_MyCOM); } HRESULT __fastcall AddInt(int x/*[in]*/, int y/*[in]*/, int* ret/*[out,retval]*/); int __fastcall AddInt(int x/*[in]*/, int y/*[in]*/); }; typedef IMyCOMDispT<IMyCOM> IMyCOMDisp; template <class T> HRESULT __fastcall TCOMIMyCOMT<T>::AddInt(int x/*[in]*/, int y/*[in]*/, int* ret/*[out,retval]*/) { return (*this)->AddInt(x, y, ret); } template <class T> int __fastcall TCOMIMyCOMT<T>::AddInt(int x/*[in]*/, int y/*[in]*/) { int ret; OLECHECK(this->AddInt(x, y, &ret)); return ret; } template <class T> HRESULT __fastcall IMyCOMDispT<T>::AddInt(int x/*[in]*/, int y/*[in]*/, int* ret/*[out,retval]*/) { static _TDispID _dispid(*this, OLETEXT("AddInt"), DISPID(1)); TAutoArgs<2> _args; _args[1] = x /*[VT_INT:0]*/; _args[2] = y /*[VT_INT:0]*/; return OutRetValSetterPtr(ret /*[VT_INT:1]*/, _args, OleFunction(_dispid, _args)); } template <class T> int __fastcall IMyCOMDispT<T>::AddInt(int x/*[in]*/, int y/*[in]*/) { int ret; this->AddInt(x, y, &ret); return ret; } typedef TCoClassCreatorT<TCOMIMyCOM, IMyCOM, &CLSID_MyCOM, &IID_IMyCOM> CoMyCOM; #endif // __TLB_NO_INTERFACE_WRAPPERS }; // namespace Pcomserver_tlb #if !defined(NO_IMPLICIT_NAMESPACE_USE) using namespace Pcomserver_tlb; #endif #pragma option pop #endif // __PCOMServer_TLB_h__ 下面是文件中说明的主要对象及其定义： interface IMyCOM : public IDispatch class TCOMIMyCOMT : public TComInterface<IMyCOM> class IMyCOMDispT : public TAutoDriver<IMyCOM> class CoMyCOM： public CoClassCreator ◆IMyCOM：通过IDispatch接口来调用对象的方法，该接口可以使对象被不支持虚拟函数表(VTable)的语言(如Visual Basic)说调用。这是一种很慢很苯的接口调用方式。 ◆TCOMIMyCOMT：通过所谓的智能接口来调用对象的方法，既可以实现IDispatch调用，也可以采用VTable进行调用，从而实现最快的调用速度。 ◆IMyCOMDispT：通过disp接口来调用对象的方法，可以提高Idispatch接口的访问速度，但还是比不上VTable接口。 ◆CoMyCOM：通过使用CoClassCreator可以自动产生TCOMIMyCOM代理的实例。 下面介绍一下实现智能接口和Disp接口调用的客户程序。这个客户程序很简单，有两个按钮分别完成两种接口调用的方法，一个编辑框显示结果。 ◆智能接口的VTable调用方法如下： int x=6,y=6; TCOMIMyCOM O; O=CoMyCOM::Create(); //通过CoClassCreator完成初始化 O->AddInt(x,y,&y); //Vtable形式调用 Edit1->Text=IntToStr(y); ◆DISP接口的调用方法如下： int x=6,y=6; IMyCOMDisp app; app.BindDefault(); //通过Bind完成初始化 app.AddInt(x,y,&y); //Disp形式调用 Edit1->Text=IntToStr(y); 4.小结 上面的程序举例是很简单的，但却详细说明了COM应用软件的开发过程。COM技术不是一个编程语言，而是一种编程规范和方法。采用COM技术可以开发功能强大的软件，有利于分布式应用技术的实现，有利于多人合作开发，也可以帮助我们理解Windows系统本身。COM的接口技术是比较复杂的，想进一步了解COM技术可参阅清华大学出版社的《COM技术内幕》一书。 C++ Builder是开发COM应用软件的好工具，它隐含了COM实现的细节，我们只需与它打交道就可以开发完善和强大的COM应用程序。希望有更多的人转到COM应用软件的开发上来，COM技术是软件技术未来的发展方向，是实现软件工程中软件即插即用的有效途径。