《COM本质论》读书笔记

前言

虽然一直都不喜欢Windows的应用开发，不过由于现在工作需要，必须对 Win32 开发非常熟悉。 Windows 上的 C++ 开发，逃不过对组建对象模型COM（Component Object Model）编程的学习和理解，尤其是游戏、音视频领域 —— Direct3D/Direct2D/DirectShow/DirectSound 等等。COM已经是上个世纪的产物了，所以相关的学习资料也都很老了，不过《COM本质论》是一本不错的入门书。在此我做做笔记加深理解。

 

第1章：COM是一个更好的C++

"静态库"，不同程序有相同的代码片段 FastString.obj。

“动态库”，不同程序可以指向相同的代码片段，减少内存空间。

 

C++的编译模型，它不能够支持独立的二进制组建的设计。C++的编译模型要求客户必须知道对象的布局结构，从而导致了客户和对象可执行代码之间的二进制耦合关系。

 

封装（encapsulation）的概念是把“一个对象的外观（接口）同其实际工作方式（实现）分离开来”为基础。C++的问题在于这条原则并没有被应用到二进制层次上，因为C++类既是接口也是实现。

 

第2章：接口

COM 提供了 接口定义语言（Interface Definition Language, IDL），它只用到了基本的、大家都很熟悉的 C 语法，同时加入了某些用来 ”消除 C 语言中二义性特征“的能力。

COM IDL 基于 Open Software Foundation 的 Distributed Computing Environment Remote Procedure Call （分布式 RPC 远程调用）。

IDL 语言中，定义COM方法，都需要指明caller或callee将写入或者读出每一个方法参数，通过使用参数属性[in]和[out]来完成：

void Method1([in] long arg1,
             [out] long *parg2,
             [in,out] long parg3);

 

 

 

几乎素有的COM方法都会返回一个HRESULT类型的错误号码，HRESULT是32位整数。

00~15 bit: 信息码

16~28 bit: 操作码

29~30 bit: 保留

31 bit: 严重程度位

 

SDK 头文件定义了两个宏可以简化 HRESULT 有关的代码：

 

#define SUCCEEDED(hr) (long(hr) >= 0)
#define FAILED(hr) (long(hr) < 0)

 

 

COM 接口都被分配一个二进制名字：全局唯一标识符 GUID，是 128 bit 的，GUID 基于 UUID。

IID: 接口 ID （Interface ID）

CLSID: 类 ID （class ID）

 

接口的IDL定义如下：

[attribute1, attribute2, ...]
interface IThisInterface: IBaseInterface {
    typedef1;
    typedef2;
    ...
    method1;
    method2;
    ...
}

 

下面是一个Interface的例子（一个计算器的例子）：

[object, uuid(BDA4A270-A1BA-11d0-8C2C-0080C73925BA)]
interface ICalculator : IBaseInterface {
HRESULT Clear(void);
HRESULT Add([in] long n);
HRESULT Sum([out, retval] long *pn);
}

其中， [object] 和 [uuid] 都是 attribute，并且每个COM接口都必须要有 [object] 属性，说明该接口定义是一个 COM 接口。

下面是 COM 所有 interface 的基类 —— IUnknown 的 C++ 定义（其中 interface 就是 struct）：

extern "C" const IId IID_IUnknown;
interface IUnknown {
    virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE QueryInterface(REFIID riid, void **ppv) = 0;
    virtual ULONG STDMETHODCALLTYPE AddRef(void) = 0;
    virtual ULONG STDMETHODCALLTYPE Release(void) = 0;
};

 

 

IDL语言中，为了从一个接口派生另一个接口，我们要么在同一个文件中定义基接口，要么使用 import 指示符：

// calculator.idl
[object, uuid(BDA4A270-A1BA-11d0-8C2C-0080C73925BA)]
interface ICalculator : IUnknown {
    import "unknwn.idl"; // 引入 IUnknown 的定义
    HRESULT Clear(void);
    HRESULT Add([in] long n);
    HRESULT Sum([out, retval] long *pn);
}

 

另外，COM不支持多继承语法。

 

COM 的 IUnknown接口的 “运行时类型发现”就是 QueryInterface 方法，它的 IDL 描述：

HRESULT QueryInterface([in] REFIID riid,
                       [out] void **ppv);

第一个参数 riid 是被请求的接口的实质名字，第二个参数 ppv 是指向第一个接口指针变量。

 

C++ 程序员必须显示地使用 IUnknown 的方法，因为 COM 所对应的 C++ 语言映射并没有在客户代码和对象代码之间提供一个运行时层（runtime layer）。不过这样运行效率更高。

 

 

第3章：类

三个不同的概念： interface, implementation, class

· interface: 与对象通信的抽象协议

· implementation: 支持一个或多个接口的具体数据类型

· class: 被命名的 implementation，代表了具体的、可实例化的类型，

 

 

COM 有三种激活方式：

CoGetClassObject ： 绑定到类对象的引用；

CoCreateInstanceEx ：绑定到指向一个新的类实例的引用

CoGetInstanceFromFile： 绑定到指向文件中永久实例的引用。

 

这三种激活模型都用到了 COM服务控制管理器（SCM）。

 

名字对象（moniker），引出了 IMoniker 接口的普通COM对象，IMoniker接口是最复杂的COM接口之一，它有一个很重要的方法 BindToObject ：

interface IMoniker : IPersistStream {
    HRESULT BindToObject([in] IBindCtx *pbc,
                         [in, unique] IMoniker *pmkToLeft,
                         [in] REFIID riid,
                         [out, iid_is(riid)] void **ppv);
}

 

 

 

第4章：对象

 

 

 

 

 

 

 

（未完待续）