这就是COM组件

Author: ume Date:2012-02-21

   自从微软推出.NET以来，COM技术就渐渐淡出人们的视野，然而这并不意味COM不再发挥作用，相反，COM非常重要。可以说.NET的实现离不开COM的支撑。COM是好东西，但是它太难了，不利于产品推广，于是微软只能在之上增加一层封装从而提高产品的易用性。对COM有所了解是很有必要的，希望这篇文章给你带来一点启发。

1. COM的思想

    开篇就讲COM的思想肯定让人泄气，因为它极有可能抽象空洞、晦涩难懂。换个角度来说，我觉得COM的思想仍然是需要自己去体会的，这里给出的不过是一个思考的线索而已，你大可不求甚解。

    软件的开发是永无止境的，只要软件还在存活期，它就应当不断被完善和更新。一款软件可能十分庞大，但真正可变的部分却是很有限的。我们当然希望在更新软件的时候，只更新变化的部分，而不要笨手笨脚把整个软件都换掉。只更新变化的部分？这就要求模块支持动态链接。所谓动态链接就是模块只在被使用的时候才被加载，程序调用模块中的某个函数是通过指针来完成的。动态链接允许模块分离出去，而不像静态链接那样须经过编译才能整合到程序中来。dll是实现动态链接的一种方法，它使更新软件的工作浓缩成了更新dll，用户无需重新安装软件，只需替换相应的dll文件就能实现软件的升级。

    动态链接是针对普通用户而言的，现在换一个对象：模块的用户。模块的用户是应用程序开发人员，对于模块的提供商来说也算得上同行了，只不过术业有专攻，各自工作的重点不同而已。显然采用dll的形式，模块的提供商可以很方便的发布自己的产品。其中不可忽视的另一点即信息的封装(或称隐藏)，即将模块的实现细节隐蔽起来，用户无法知道模块的提供商采用何种语言、何种算法，简而言之就是用户看不到模块的源代码。dll是二进制级别上的代码复用，它实现了信息的封装。

    综上所述，软件开发要求模块支持“动态链接”和“信息封装”，更直白地说就是要求模块和客户代码之间更低的耦合度。把模块制作成组件是必然的选择，而COM本质上是一种创建组件的方法和规范。

    注：dll并不等同于组件，它只是组件的一种形式。由于dll的易用性，它的应用很广泛。

2. 实例说明

    我们创建一个COM组件，它将实现接口ICouplet，用户可通过该接口调用what()方法输出一副对联。what()方法不值一提，不过你可以将它当作程序可变的部分。我们创建的COM组件也要实现接口IClassFactory，它是创建组件的简单组件。之所以这么设计是为了让组件与客户代码彻底脱耦，尽可能少的联系。

    除了实现接口ICouplet和IClassFactory外， COM组件还要能实现自注册，因此它必须导出函数DllRegister/DllUnregister。另外两个导出函数DllCanUnloadNow和DllGetClassObject也非常重要，前者用来询问当前dll能否被卸载，它被CoFreeUnusedLibraries调用；后者用来创建类厂组件，它被CoCreateInstance调用。名称形如Coxxx的函数是COM库函数，它是实现COM组件的公共操作，由微软提供，类似于Win32 API。我们常见的客户代码中CoInitialize/CoUninitialize函数就起到初始化和卸载COM库的作用。要导出上述4个函数就必须编写一个.def文件，具体写法见代码清单。

    最后要说明的是COM组件的自注册。我们知道注册表是Windows的公共系统数据库，其中记录了软件、硬件、用户配置等信息。而COM组件是用一个128比特的GUID标识的，为了使得COM组件的安装目录更灵活，我们可以在注册表中对它进行注册，注册的主要信息即COM组件的GUID标识与其存储路径的对应关系，在使用该组件时就到注册表中去查找。注册一个COM组件一般使用regsvr32.exe程序来完成，当然你也可以自己写一个类似于regsvr32.exe的小程序来完成COM组件的注册，regsvr32.exe本质上调用了组件的导出函数DllRegister/DllUnregister。

    生成Couplet.dll文件后，首先在控制台注册它。具体方法：切换到Couplet.dll所在目录，输入指令regsvr32 Couplet.dll。然后运行客户程序Reader.exe，其结果如下所示：

Create Couplet object
Succeeded in getting the pointer to ICouplet

1st Scroll: Study Hard, Work Hard, Make Money More and More
2nd Scroll: Eat Well, Sleep Well, Have Fun Day by Day
Top Scroll: Gelievable

Couplet object deleted
请按任意键继续. . .

    然后修改Couplet::what()方法，让它输出中文，重新生成Couplet.dll。这一步不用重新注册Couplet.dll，因为Couplet.dll的路径没变，CLSID_Couplet也没变。运行客户程序Reader.exe，其结果如下所示：

CreateCouplet object

Succeededin getting the pointer to ICouplet



上联：我爱的人名花有主

下联：爱我的人惨不忍睹

横批：命苦



Coupletobject deleted

请按任意键继续. . .

    这个例子证明了COM组件的更新不会对客户端造成影响，使用COM组件可以实现模块与客户代码彻底脱耦。实验结束后，在控制台输入指令regsvr32 /u Couplet.dll，从注册表中将dll模块信息清除。

3. 代码清单

/* File List: (COM) IFace.h Register.h Register.cpp Couplet.cpp Couple.def
 *           (Client) IFace.h Reader.cpp
 * date: 2012-02-21
 * author: ume
 */
/////////////////////////////////////////////////////////////////
// IFace.h 接口的声明，组件ID、接口ID的定义
//
#include <ObjBase.h>
// interface
interface ICouplet : IUnknown
{
    virtual void what() = 0;
};
// GUIDs
// {03844548-B0B9-4B12-869D-061AAE2E4B7F}
static const GUID IID_ICouplet =
{ 0x3844548, 0xb0b9, 0x4b12, { 0x86, 0x9d, 0x6, 0x1a, 0xae, 0x2e, 0x4b, 0x7f } };
// {26615B48-1D2E-4A40-9C07-AD5B1B48368C}
static const GUID CLSID_Couplet =
{ 0x26615b48, 0x1d2e, 0x4a40, { 0x9c, 0x7, 0xad, 0x5b, 0x1b, 0x48, 0x36, 0x8c } };
/////////////////////////////////////////////////////////////////
// Register.h 注册函数的声明
//
HRESULT RegisterServer(HMODULE hModule,
    const CLSID& clsid,
    const char* szFriendlyName,
    const char* szVerIndProgID,
    const char* szProgID);
HRESULT UnRegisterServer(const CLSID& clsid,
    const char* szVerIndProgID,
    const char* szProgID);
/////////////////////////////////////////////////////////////////
// Register.cpp 注册函数的定义
// 这些函数可重复使用，非本文重点
//
#include <objbase.h>
#include "Register.h"
//set the given key and its value;
BOOL setKeyAndValue(const char* pszPath,
                    const char* szSubkey,
                    const char* szValue);
//Convert a CLSID into a char string
void CLSIDtochar(const CLSID& clsid,
                 char* szCLSID,
                 int length);
//Delete szKeyChild and all of its descendents
LONG recursiveDeleteKey(HKEY hKeyParent,const char* szKeyChild);
//size of a CLSID as a string
const int CLSID_STRING_SIZE = 39;
//Register the component in the registry
HRESULT RegisterServer(HMODULE hModule,
                       const CLSID& clsid,
                       const char* szFriendlyName,
                       const char* szVerIndProgID,
                       const char* szProgID)
{
    //Get the Server location
    char szModule[512];
    DWORD dwResult = ::GetModuleFileName(hModule,szModule,sizeof(szModule)/sizeof(char));
    assert(dwResult!=0);

    //Convert the CLSID into a char
    char szCLSID[CLSID_STRING_SIZE];
    CLSIDtochar(clsid,szCLSID,sizeof(szCLSID));

    //Build the key CLSID\\{}
    char szKey[64];
    strcpy(szKey,"CLSID\\");
    strcat(szKey,szCLSID);

    //Add the CLSID to the registry
    setKeyAndValue(szKey,NULL,szFriendlyName);

    //Add the Server filename subkey under the CLSID key
    setKeyAndValue(szKey,"InprocServer32",szModule);

    setKeyAndValue(szKey,"ProgID",szProgID);

    setKeyAndValue(szKey,"VersionIndependentProgID",szVerIndProgID);

    //Add the version-independent ProgID subkey under HKEY_CLASSES_ROOT
    setKeyAndValue(szVerIndProgID,NULL,szFriendlyName);
    setKeyAndValue(szVerIndProgID,"CLSID",szCLSID);
    setKeyAndValue(szVerIndProgID,"CurVer",szProgID);

    //Add the versioned ProgID subkey under HKEY_CLASSES_ROOT
    setKeyAndValue(szProgID,NULL,szFriendlyName);
    setKeyAndValue(szProgID,"CLSID",szCLSID);
    return S_OK;
}

//
//Remove the component from the register
//
HRESULT UnRegisterServer(const CLSID& clsid,           // Class ID
                         const char* szVerIndProgID,   // Programmatic
                         const char* szProgID)           // IDs
{
    //Convert the CLSID into a char.
    char szCLSID[CLSID_STRING_SIZE];
    CLSIDtochar(clsid,szCLSID,sizeof(szCLSID));

    //Build the key CLSID\\{}
    char szKey[64];
    strcpy(szKey,"CLSID\\");
    strcat(szKey,szCLSID);

    //Delete the CLSID key - CLSID\{}
    LONG lResult = recursiveDeleteKey(HKEY_CLASSES_ROOT,szKey);
    assert((lResult == ERROR_SUCCESS) || (lResult == ERROR_FILE_NOT_FOUND));

    //Delete the version-independent ProgID Key
    lResult = recursiveDeleteKey(HKEY_CLASSES_ROOT,szVerIndProgID);
    assert((lResult == ERROR_SUCCESS) || (lResult == ERROR_FILE_NOT_FOUND));

    //Delete the ProgID key.
    lResult = recursiveDeleteKey(HKEY_CLASSES_ROOT,szProgID);
    assert((lResult == ERROR_SUCCESS) || (lResult == ERROR_FILE_NOT_FOUND));

    return S_OK;
}
//Convert a CLSID to a char string
void CLSIDtochar(const CLSID& clsid,
                 char* szCLSID,
                 int length)
{
    assert(length>=CLSID_STRING_SIZE);

    //Get CLSID
    LPOLESTR wszCLSID = NULL;
    HRESULT hr = StringFromCLSID(clsid,&wszCLSID);
    assert(SUCCEEDED(hr));

    //Convert from wide characters to non_wide
    wcstombs(szCLSID,wszCLSID,length);

    //Free memory
    CoTaskMemFree(wszCLSID);
}
// Delete a Key and all of its descendents
LONG recursiveDeleteKey(HKEY hKeyParent,const char* lpszKeyChild)
{
    //Open the child.
    HKEY hKeyChild;
    LONG lRes = RegOpenKeyEx(hKeyParent,lpszKeyChild,0,KEY_ALL_ACCESS,&hKeyChild);

    if(lRes != ERROR_SUCCESS)
        return lRes;

    //Enumerate all of the decendents of this child
    FILETIME time;
    char szBuffer[256];
    DWORD dwSize = 256 ;

    while(RegEnumKeyEx(hKeyChild,0,szBuffer,&dwSize,NULL,
        NULL,NULL,&time) == S_OK)
    {
        //Delete the decendents of this child.
        lRes = recursiveDeleteKey(hKeyChild,szBuffer);
        if(lRes != ERROR_SUCCESS)
        {
            RegCloseKey(hKeyChild);
            return lRes;
        }
        dwSize = 256;
    }
    RegCloseKey(hKeyChild);
    return RegDeleteKey(hKeyParent,lpszKeyChild);
}

BOOL setKeyAndValue(const char* szKey,
                    const char* szSubkey,
                    const char* szValue)
{
    HKEY hKey;
    char szKeyBuf[1024];

    //Copy keyname into buffer.
    strcpy(szKeyBuf,szKey);

    //Add subkey name to buffer.
    if(szSubkey!=NULL)
    {
        strcat(szKeyBuf,"\\");
        strcat(szKeyBuf,szSubkey);
    }

    // Create and open key and subkey.
    long lResult = RegCreateKeyEx(HKEY_CLASSES_ROOT ,
                                  szKeyBuf,
                                  0, NULL, REG_OPTION_NON_VOLATILE,
                                  KEY_ALL_ACCESS, NULL,
                                  &hKey, NULL) ;
    if (lResult != ERROR_SUCCESS)

    {
        return FALSE ;
    }

    // Set the Value.
    if (szValue != NULL)
    {
        RegSetValueEx(hKey, NULL, 0, REG_SZ,
                      (BYTE *)szValue,
                      strlen(szValue)+1) ;
    }

    RegCloseKey(hKey) ;
    return TRUE ;
}
/////////////////////////////////////////////////////////////////
// Couplet.cpp 接口的实现
// 本文的重点，尤其是Couplet和CFactory的实现
//
#include "IFace.h"
#include "Register.h"
#include <iostream>
using namespace std;
// trace
void trace(const char* msg) { cout<<msg<<endl; }
// global variables
HMODULE g_hModule;
static long g_cComponents = 0;
static long g_cLocks = 0;
// Friendly name of component
const char g_szFriendlyName[] = "A Couplet";
// Version independent ProgID
const char g_szVerIndProgID[] = "Couplet.Test";
// ProgID
const char g_szProgID[] = "Couplet.Test.1";
// implementation
class Couplet : public ICouplet
{
public:
    virtual LRESULT __stdcall QueryInterface(const IID& iid, void** ppv);
    virtual ULONG __stdcall AddRef()
    {
        return ::InterlockedIncrement(&m_cRef);
    }
    virtual ULONG __stdcall Release()
    {
        if(::InterlockedDecrement(&m_cRef) == 0)
        {
            delete this;
            return 0;
        }
        return m_cRef;
    }
    virtual void what()
    {
        //cout<<"\n上联：我爱的人名花有主\n下联：爱我的人惨不忍睹\n横批：命苦\n\n";
        cout<<"\n1st Scroll: Study Hard, Work Hard, Make Money More and More\n\
2nd Scroll: Eat Well, Sleep Well, Have Fun Day by Day\nTop Scroll: Gelievable\n\n";
    }
    // constructor
    Couplet() : m_cRef(1)
    {
        ::InterlockedIncrement(&g_cComponents);
        trace("Create Couplet object");
    }
    // destructor
    ~Couplet()
    {
        ::InterlockedDecrement(&g_cComponents);
        trace("Couplet object deleted");
    }
private:
    long m_cRef;
};
// definition of QueryInterface
LRESULT __stdcall Couplet::QueryInterface(const IID& iid, void** ppv)
{
    if((iid == IID_IUnknown) || (iid == IID_ICouplet))
    {
        *ppv = static_cast<ICouplet*>(this);
    }
    else
    {
        *ppv = NULL;
        return E_NOINTERFACE;
    }
    static_cast<IUnknown*>(*ppv)->AddRef();
    return S_OK;
}
// class CFactory
class CFactory : public IClassFactory
{
public:
    virtual LRESULT __stdcall QueryInterface(const IID& iid, void** ppv);
    virtual ULONG __stdcall AddRef()
    {
        return ::InterlockedIncrement(&m_cRef);
    }
    virtual ULONG __stdcall Release()
    {
        if(::InterlockedDecrement(&m_cRef) == 0)
        {
            delete this;
            return 0;
        }
        return m_cRef;
    }
    virtual LRESULT __stdcall CreateInstance(IUnknown* pCmpntOuter,
                                   const IID& iid,
                                   void** ppv);
    virtual LRESULT __stdcall LockServer(BOOL bLock);
private:
    long m_cRef;
};
// definition of QueryInterface
LRESULT __stdcall CFactory::QueryInterface(const IID& iid, void** ppv)
{
    if((iid == IID_IUnknown) || (iid == IID_IClassFactory))
    {
        *ppv = static_cast<IClassFactory*>(this);
    }
    else
    {
        *ppv = NULL;
        return E_NOINTERFACE;
    }
    static_cast<IUnknown*>(*ppv)->AddRef();
    return S_OK;
}
// definition of CreateInstance
LRESULT __stdcall CFactory::CreateInstance(IUnknown* pCmpntOuter,
                                 const IID& iid,
                                 void** ppv)
{
    if(pCmpntOuter != NULL)
    {
        cout<<"No Aggregate in this Class Factory"<<endl;
        return CLASS_E_NOAGGREGATION;
    }
    Couplet* pCouplet = new Couplet;
    if(pCouplet == NULL)
        return E_OUTOFMEMORY;
    HRESULT hr = pCouplet->QueryInterface(iid, ppv);
    pCouplet->Release();
    return hr;
}
// definition of LockServer
LRESULT __stdcall CFactory::LockServer(BOOL bLock)
{
    if(bLock)
    {
        ::InterlockedIncrement(&g_cLocks);
    }
    else
    {
        ::InterlockedDecrement(&g_cLocks);
    }
    return S_OK;
}
STDAPI DllCanUnloadNow()
{
    if((g_cComponents == 0) && (g_cLocks == 0))
    {
        return S_OK;
    }
    else
    {
        return S_FALSE;
    }
}
// Get class factory
STDAPI DllGetClassObject(const CLSID& clsid,
                         const IID& iid,
                         void** ppv)
{
    // Can we create this component?
    if(clsid != CLSID_Couplet)
    {
        return CLASS_E_CLASSNOTAVAILABLE;
    }
    // Create class factory
    CFactory* pFactory = new CFactory;
    if(pFactory == NULL)
    {
        return E_OUTOFMEMORY;
    }
    // Get requested interface
    HRESULT hr = pFactory->QueryInterface(iid, ppv);
    pFactory->Release();
    return hr;
}
// register and unregister component
STDAPI DllRegisterServer()
{
    return RegisterServer(g_hModule,
                          CLSID_Couplet,
                          g_szFriendlyName,
                          g_szVerIndProgID,
                          g_szProgID);
}
STDAPI DllUnregisterServer()
{
    return UnRegisterServer(CLSID_Couplet,
                            g_szVerIndProgID,
                            g_szProgID);
}
// dll main
BOOL APIENTRY DllMain(HANDLE hModule,
                     DWORD dwReason,
                     void* lpReserved)
{
    if(dwReason == DLL_PROCESS_ATTACH)
    {
        g_hModule = (HMODULE)hModule;
    }
    return TRUE;
}
/////////////////////////////////////////////////////////////////
// Couplet.def 模块定义文件
//
LIBRARY Couplet.dll
EXPORTS
    DllCanUnloadNow @1 PRIVATE
    DllGetClassObject @2 PRIVATE
    DllRegisterServer @3 PRIVATE
    DllUnregisterServer @4 PRIVATE
/////////////////////////////////////////////////////////////////
// Reader.cpp 通过ICouplet接口调用what()方法读取对联内容
// 注意： 客户端的IFace.h与COM组件中的IFace.h完全一样
//
#include <iostream>
#include <ObjBase.h>
#include "IFace.h"
using namespace std;
// global function
void trace(const char* pMsg){ cout<<pMsg<<endl; }
// main function
int main()
{
    ::CoInitialize(NULL);
    ICouplet* pICouplet = NULL;
    HRESULT hr = ::CoCreateInstance(CLSID_Couplet, NULL, CLSCTX_INPROC_SERVER, IID_ICouplet,
                                   (void**)&pICouplet);
    if(SUCCEEDED(hr))
    {
        trace("Succeeded in getting the pointer to ICouplet");
        pICouplet->what();
        pICouplet->Release();
    }
    else
    {
        trace("Failed to get the pointer to ICouplet");
    }
    ::CoUninitialize();
    system("pause");
    return 0;
}