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COM编程入门篇 COM 的程序员提供编程指南 PDF
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2011-01-03
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本文的目的是为刚刚接触COM 的程序员提供编程指南,并帮助他们理解COM 的基本概念。 内容包括COM 规范简介,重要的COM 术语以及如何重用现有的COM 组件。本文不包括如 何编写自己的COM 对象和接口。
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COM 编程入门
本文的目的是为刚刚接触 COM 的程序员提供编程指南,并帮助他们理解 COM 的基本概念。
内容包括 COM 规范简介,重要的 COM 术语以及如何重用现有的 COM 组件。本文不包括如
何编写自己的 COM 对象和接口。
COM 即组件对象模型,是 Component Object Model 取前三个字母的缩写,这三个字
母在当今Windows的世界中随处可见。随时涌现出来的大把大把的新技术都以COM 为基础。
各种文档中也充斥着诸如 COM 对象、接口、服务器之类的术语。因此,对于一个程序员来
说,不仅要掌握使用 COM 的方法,而且还要彻底熟悉 COM 的所有一切。
本文由浅入深描述 COM 的内在运行机制,教你如何使用第三方提供的 COM 对象(以
Windows 外壳组件 Shell 为例)。读完本文后,你就能掌握如何使用 Windows 操作系统中
内建的组件和第三方提供的 COM 对象。
本文假设你精通 C++语言。在例子代码中使用了一点 MFC 和 ATL,如果你不熟悉 MFC
和 ATL 也没关系,本文会对这些代码进行完全透彻的解释。
本文包括以下几个部分:
COM——到底是什么?——COM 标准的要点介绍,它被设计用来解决什么问题?
基本元素的定义——COM 术语以及这些术语的含义。
使用和处理 COM 对象——如何创建、使用和销毁 COM 对象。
基本接口——描述 IUnknown 基本接口及其方法。
掌握串的处理——在 COM 代码中如何处理串。
应用 COM 技术——例子代码,举例说明本文所讨论的所有概念。
处理 HRESULT——HRESULT 类型描述,如何监测错误及成功代码。
COM——到底是什么?
简单地说,COM 是一种跨应用和语言共享二进制代码的方法。与 C++不同,它提倡源代
码重用。ATL 便是一个很好的例证。源码级重用虽然好,但只能用于 C++。它还带来了名
字冲突的可能性,更不用说不断拷贝重用代码而导致工程膨胀和臃肿。
Windows 使用 DLLs 在二进制级共享代码。这也是 Windows 程序运行的关键——重用
kernel32.dll, user32.dll 等。但 DLLs 是针对 C 接口而写的,它们只能被 C 或理解 C 调用规
范的语言使用。由编程语言来负责实现共享代码,而不是由 DLLs 本身。这样的话 DLLs 的
使用受到限制。
MFC 引入了另外一种 MFC 扩展 DLLs 二进制共享机制。但它的使用仍受限制——只能在 MFC
程序中使用。
COM通过定义二进制标准解决了这些问题,即COM明确指出二进制模块(DLLs和 EXEs)
必须被编译成与指定的结构匹配。这个标准也确切规定了在内存中如何组织COM 对象。COM
定义的二进制标准还必须独立于任何编程语言(如 C++中的命名修饰)。一旦满足了这些
条件,就可以轻松地从任何编程语言中存取这些模块。由编译器负责所产生的二进制代码与
标准兼容。这样使后来的人就能更容易地使用这些二进制代码。
在内存中,COM 对象的这种标准形式在 C++虚函数中偶尔用到,所以这就是为什么许多
COM 代码使用 C++的原因。但是记住,编写模块所用的语言是无关的,因为结果二进制代
码为所有语言可用。
此外,COM 不是 Win32 特有的。从理论上讲,它可以被移植到 Unix 或其它操作系统。
但是我好像还从来没有在 Windows 以外的地方听说过 COM。
基本元素的定义
我们从下往上看。接口只不过是一组函数。这些函数被称为方法。接口名字以大写的 I
开头,例如 C++中的 IShellLink,接口被设计成一个抽象基类,其中只有纯粹的虚拟函数。
接口可以从其它接口继承,这里所说的继承的原理就好像 C++中的单继承。接口是不允
许多继承的。
coclass(简称组件对象类——component object class)被包含在 DLL 或 EXE 中,并且
包含着一个或者多个接口的代码。组件对象类(coclasss)实现这些接口。COM 对象在内存
中表现为组件对象类(coclasss)的一个实例。注意 COM“类”和 C++“类”是不相同的,尽管
常常 COM 类实现的就是一个 C++类。
COM 服务器是包含了一个或多个 coclass 的二进制(DLL 或 EXE)。
注册(Registration)是创建注册表入口的一个过程,告诉 Windows 操作系统 COM 服务器
放在什么位置。取消注册(Unregistration)则相反——从注册表删除这些注册入口。
GUID(谐音为“fluid”,意思是全球唯一标示符——globally unique identifier)是个 128
位的数字。它是一种独立于 COM 编程语言的标示方法。每一个接口和 coclass 有一个 GUID。
因为每一个 GUID 都是全球唯一的,所以避免了名字冲突(只要你用 COM API 创建它们)。
有时 你 还会 碰 到另 一 个 术 语 UUID(意 思 也 是全 球 唯一标 示符 ——universally unique
identifier)。UUIDs 和 GUIDs 在实际使用时的用途是一样的。
类 ID 或者 CLSID 是命名 coclass 的 GUID。接口 ID 或者 IID 是命名接口的 GUID。
在 COM 中广泛地使用 GUID 有两个理由:
1、GUIDs 只是简单的数字,任何编程语言都可以对之进行处理。
2、GUIDs 可以在任何机器上被任何人创建,一旦完成创建,它就是唯一的。因此,COM 开
发人员可以创建自己特有的 GUIDs 而不会与其它开发人员所创建的 GUIDs 有冲突。这样就
消除了集中授权发布 GUIDs 的必要。
HRESULT 是 COM 用来返回错误和成功代码的整型数字。除此之外,别无它意,虽然以 H
作前缀,但没有句柄之意。下文会对它有更多的讨论。
最后,COM 库是在你使用 COM 时与你交互的操作系统的一部分,它常常指的就是 COM 本
身。但是为了避免混淆才分开描述的。
使用和处理 COM 对象
每一种语言都有其自己处理对象的方式。例如,C++是在栈中创建对象,或者用 new 动
态分配。因为 COM 必须独立于语言,所以 COM 库为自己提供对象管理例程。下面是对 COM
对象管理和 C++对象管理所做的一个比较:
创建一个新对象
C++中,用 new 操作符,或者在栈中创建对象。
COM 中,调用 COM 库中的 API。
删除对象
C++中,用 delete 操作符,或将栈对象踢出。
COM 中,所有的对象保持它们自己的引用计数。调用者必须通知对象什么时候用完这个
对象。当引用计数为零时,COM 对象将自己从内存中释放。
由此可见,对象处理的两个阶段:创建和销毁,缺一不可。当创建 COM 对象时要通知
COM 库使用哪一个接口。如果这个对象创建成功,COM 库返回所请求接口的指针。然后通
过这个指针调用方法,就像使用常规 C++对象指针一样。
创建 COM 对象
为 了 创 建 COM 对 象 并 从 这 个 对 象 获 得 接 口 , 必 须 调 用 COM 库 的 API 函 数 ,
CoCreateInstance()。其原型如下:
HRESULT CoCreateInstance (
REFCLSID rclsid,
LPUNKNOWN pUnkOuter,
DWORD dwClsContext,
REFIID riid,
LPVOID* ppv );
以下是参数解释:
rclsid
coclass 的 CLSID,例如,可以传递 CLSID_ShellLink 创建一个 COM 对象来建立快捷方式。
pUnkOuter
这个参数只用于 COM 对象的聚合,利用它向现有的 coclass 添加新方法。参数值为 null 表
示不使用聚合。
dwClsContext
表示 所使 用 COM 服务 器的种 类 。本文使 用的 是最简 单 的 COM 服 务器, 一 个进程 内
(in-process)DLL,所以传递的参数值为 CLSCTX_INPROC_SERVER。注意这里不要随意使
用 CLSCTX_ALL(在 ATL 中,它是个缺省值),因为在没有安装 DCOM 的 Windows95 系统
上会导致失败。
riid
请求接口的 IID。例如,可以传递 IID_IShellLink 获得 IShellLink 接口指针。
ppv
接口指针的地址。COM 库通过这个参数返回请求的接口。
当你调用 CoCreateInstance()时,它负责在注册表中查找 COM 服务器的位置,将服务器加
载到内存,并创建你所请求的 coclass 实例。
以下是一个调 用的例 子,创建一个 CLSID_ShellLink 对 象的实例并请 求指向 这个对象
IShellLink 接口指针。
HRESULT hr;
IShellLink* pISL;
hr = CoCreateInstance ( CLSID_ShellLink, // coclass 的 CLSID
NULL, // 不是用聚合
CLSCTX_INPROC_SERVER, // 服务器类型
IID_IShellLink, // 接口的 IID
(void**) &pISL ); // 指向接口的指针
if ( SUCCEEDED ( hr ) )
{
// 用 pISL 调用方法
}
else
{
// 不能创建 COM 对象,hr 为出错代码
}
首 先 声明 一 个 接 受 CoCreateInstance()返回 值 的 HRESULT 和 IShellLink 指 针。 调 用
CoCreateInstance()来创 建 新 的 COM 对象 。如果 hr 接 受 到 一 个 表 示成 功 的代 码, 则
SUCCEEDED 宏返回 TRUE,否则返回 FALSE。FAILED 是一个与 SUCCEEDED 对应的宏用来
检查失败代码。
删除 COM 对象
前面说过,你不用释放 COM 对象,只要告诉它们你已经用完对象。IUnknown 是每一个
COM 对象必须实现的接口,它有一个方法,Release()。调用这个方法通知 COM 对象你不
再需要对象。一旦调用了这个方法之后,就不能再次使用这个接口,因为这个 COM 对象可
能从此就从内存中消失了。
如果你的应用程序使用许多不同的 COM 对象,因此在用完某个接口后调用 Release()就
显得非常重要。如果你不释放接口,这个 COM 对象(包含代码的 DLLs)将保留在内存中,
这会增加不必要的开销。如果你的应用程序要长时间运行,就应该在应用程序处于空闲期间
调用 CoFreeUnusedLibraries() API。这个 API 将卸载任何没有明显引用的 COM 服务器,因
此这也降低了应用程序使用的内存开销。
继续用上面的例子来说明如何使用 Release():
// 像上面一样创建 COM 对象, 然后,
if ( SUCCEEDED ( hr ) )
{
// 用 pISL 调用方法
// 通知 COM 对象不再使用它
pISL->Release();
}
接下来将详细讨论 IUnknown 接口。
基本接口——IUnknown
每一个 COM 接口都派生于 IUnknown。这个名字有点误导人,其中没有未知(Unknown)
接口的意思。它的原意是如果有一个指向某 COM 对象的 IUnknown 指针,就不用知道潜在
的对象是什么,因为每个 COM 对象都实现 IUnknown。
IUnknown 有三个方法:
AddRef() – 通知 COM 对象增加它的引用计数。如果你进行了一次接口指针的拷贝,就必须
调用一次这个方法,并且原始的值和拷贝的值两者都要用到。在本文的例子中没有用到
AddRef()方法。
Release() – 通知 COM 对象减少它的引用计数。参见前面的 Release()示例代码段。
QueryInterface() – 从 COM 对象请求一个接口指针。当 coclass 实现一个以上的接口时,就
要用到这个方法。
前 面 已 经 看 到 了 Release()的 使 用 , 但 如 何 使 用 QueryInterface()呢 ?当 你 用
CoCreateInstance()创建对象的时候,你得到一个返回的接口指针。如果这个 COM 对象实
现一个以上的接口(不包括 IUnknown),你就必须用 QueryInterface()方法来获得任何你
需要的附加的接口指针。QueryInterface()的原型如下:
HRESULT IUnknown::QueryInterface (
REFIID iid,
void** ppv );
以下是参数解释:
iid
所请求的接口的 IID。
ppv
接口指针的地址,QueryInterface()通过这个参数在成功时返回这个接口。
让我们继续外壳链接的例子。它实现了 IShellLink 和 IPersistFile 接口。如果你已经有一个
IShellLink 指针,pISL,可以从 COM 对象请求 IPersistFile 接口:
HRESULT hr;
IPersistFile* pIPF;
hr = pISL->QueryInterface ( IID_IPersistFile, (void**) &pIPF );
然后使用 SUCCEEDED 宏检查 hr 的值以确定 QueryInterface()的调用情况,如果成功的
话你就可以象使用其它接口指针那样使用新的接口指针,pIPF。但必须记住调用 pIPF
->Release()通知 COM 对象已经用完这个接口。
仔细做好串处理
这一部分将花点时间来讨论如何在 COM 代码中处理串。如果你熟悉 Unicode 和 ANSI,
并知道如何对它们进行转换的话,你就可以跳过这一部分,否则还是读一下这一部分的内容。
不管什么时候,只要 COM 方法返回一个串,这个串都是 Unicode 串(这里指的是写入
COM 规范的所有方法)。Unicode 是一种字符编码集,类似 ASCII,但用两个字节表示一个
字符。如果你想更好地控制或操作串的话,应该将它转换成 TCHAR 类型串。
TCHAR 和以_t 开头的函数(如_tcscpy())被设计用来让你用相同的源代码处理 Unicode
和 ANSI 串。在大多数情况下编写的代码都是用来处理 ANSI 串和 ANSI WindowsAPIs,所
以在下文中,除非另外说明,我所说的字符/串都是指 TCHAR 类型。你应该熟练掌握 TCHAR
类型,尤其是当你阅读其他人写的有关代码时,要特别注意 TCHAR 类型。
当你从某个 COM 方法返回得到一个 Unicode 串时,可以用下列几种方法之一将它转换成
char 类型串:
1、调用 WideCharToMultiByte() API。
2、调用 CRT 函数 wcstombs()。
3、使用 CString 构造器或赋值操作(仅用于 MFC )。
4、使用 ATL 串转换宏。
WideCharToMultiByte()
你可以用 WideCharToMultiByte()将一个 Unicode 串转换成一个 ANSI 串。此函数的原型
如下:
int WideCharToMultiByte (
UINT CodePage,
DWORD dwFlags,
LPCWSTR lpWideCharStr,
int cchWideChar,
LPSTR lpMultiByteStr,
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Kenneth0909
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