COM聚合
Posted skiwnywh
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了COM聚合相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
聚合源自组件重用。当有两个组件A和B，他们分别实现了自己的接口IA和IB。如果有一个客户程序创建了A对象使得自己可以调用IA的方法，但同时又想获得IB的接口，调用IB的方法。这时候有两种做法：一种是客户程序创建B对象，还有一种方法是A组件内部创建B组件，然后客户通过某种途径调用B的接口方法。
第一种方法，使得客户必须知道有独立的B组件的存在，第二种方法客户可以认为只有一个组件A，组件A实现了两个接口IA和IB。第二种方法可以制造出一种假象，让客户程序编写更加简单。从组件A如何管理组件B的方法上，第二种方法还可以分为两种：包容和聚合。
包容很简单，如果组件IB接口拥有一个方法F(),那么A组件就要实现一个自己的IBEx接口，并实现IBEx::F( )方法，内部调用IB::F()方法。这样，客户也就可以通过调用IBEx::F()来调用IB::F。在这种情况下，客户只知道有IA和IBEx接口，不知道还存在另一个B组件和IB接口。IBEx::F()增加一些代码从而修改IB::F()方法的功能，甚至可以完全丢弃IB::F()方法。
聚合通常用于IB接口的功能完全不需要做任何的修改，就可以直接交给用户使用的情况。这时候，如果IB接口的方法很多，包容就显得很笨拙。因为它不得不对每一个方法作一次包装，尽管什么都不做。COM+对象池就是通过聚合我们的组件，来把我们组件的接口暴露给客户的。聚合方式下，A组件直接将IB接口交给客户，客户就可以调用，但是客户仍然以为是A组件实现了IB接口。如下图：
组件A
IUnknown
|
组件B
|
|
IB
|
客户直接使用
|
IA
|
客户直接使用
客户程序只知道A组件而不知道B组件，并且认为A组件实现了IA和IB接口。因此，当客户创建了A组件（通过CoCreateInstance函数），获取到IUnknown接口时，应该获得的是A组件实现的IUnknown接口。 问题在于B组件有自己的IUnknown的接口实现，如果B组件还是采用一般的方法实现IUnknown接口的话，当客户调用IB::QueryInterface函数，就不会得到IA接口，这当然是不允许的。所以一个支持聚合的组件，它的IUnknown实现必然要有别于普通组件。
B组件应该拥有一个成员变量IUnknown* m_pUnknownOuter;该指针可以指向A组件的IUnknown接口。当客户调用IB::QueryInterface请求时，如果IB接口已经被聚合了，就调用m_pUnknownOuter->QueryInterface方法，这实际上就是调用了A组件的QueryInterface方法。那么，m_pUnknownOuter指针是什么时候被初始化的呢？CoCreateInstance函数和IClassFactory：：CreateInstance方法都接受一个IUnknown参数。如果A组件内部想聚合B组件的IB接口，他就会将自己的IUnknown指针传递进去,如果A组件并不想聚合B组件，那么简单的传递一个NULL就行了。
B组件可以根据m_pUnknownOuter是否为NULL，来判断是否被聚合。
B组件实现的具体步骤如下：
1） 声明一个INondelegationUnknown接口，该接口拥有IUnknown接口一样的纯虚函数，当然函数名前面均加上Nondelegation前缀。
2） CB类（假设CB类为组件类）继承并实现INondelegationUnknown接口，实现代码和普通组件的IUnknown一样，这用于非聚合的情况下。
3） CB类的构造函数接受IUnknown指针，如果传递进来的是NULL,说明B组件并不被用作聚合。m_pUnknownOuter变量就指向B组件自身的IUnknown接口。如果传递进来的不是NULL，说明被用作聚合。m_pUnknownOuter变量值等于参数值，指向外部组件的IUnknown接口指针。
4） CB类也要继承并实现IUnknown接口。这个接口的QueryInterface函数实现只是调用m_pUnknownOuter->QueryInterfac方法。m_pUnknownOuter究竟代表什么取决于创建组件时是否传递了外部组件的IUnknown指针。
5） B组件的类厂的CreateInstance方法内部创建CB类时，将IUnknown* pUnkownOuter参数传递给构造函数。创建成功后，调用B组件自身的（而不是外部的）NondelegationQueryInterface方法，将自身的INondelegationUnknown传递出去给组件A。
外部组件A要创建组件B的实例，并保存B组件的INondelegationUnknown接口指针。该接口指针是通过上一节5）由B的类厂返回的。m_pUnknownInner变量保存了B接口的INondelegationUnknown接口指针。外部组件调用CoCreateInstance函数创建聚合组件时，iid必须等于IID_IUnknown。
外部组件要修改自己的QueryInterface，当客户程序请求IB接口的时候，将调用m_pUnknownInner->QueryInterface方法。
外部组件可以通过QueryInterface的代码来控制是否聚合B组件所有的接口。如果不想聚合B组件实现的IC接口。可以在输入参数iid等于IID_IC的时候，返回E_NOINTERFACE。
聚合B组件的所有接口的方式称为盲聚合。盲聚合的缺点是：如果B组件实现了IPersist接口，客户调用IPersist::GetClassID方法时，获得的是CLSID_CB，这就暴露了内部的B组件；还有就是B组件实现的接口不了解A组件的状态，如果B组件实现了ISave接口，客户调用了它，却不能正确完成保存组件状态的功能。所以，一般我们要避免使用盲聚合，而要有选择的聚合。
外部组件还有一个重要的任务就是控制内部组件的生命周期。因为内部组件拥有外部组件的IUnknown指针，这时候当调用内部组件的AddRef/Release，改变的是外部组件的引用计数。所以如果需要减少引用计数，应该调用pUnknowOuter（pUnknowOuter其实就是this指针的强制转换）->Release( )。CA类析构时，要采用以下特殊的做法保证不会被过早的析构和多次释放。
m_cRef=1;
IUnknown* pUnknownOuter = this;
pUnknownOuter->AddRef( );
m_pIB->Release( );
需要注意的是CA的析构函数是在A组件自身的引用计数为0时才会被调用，如果没有m_cRef=1这行代码，m_pIB->Release( )会导致析构函数再次被调用。
` 最后，析沟函数将释放组件B。通过调用B的INondelegationUnknown：：Release( )方法。
代码如下：
if(m_pUnknownInner!=NULL)
{
m_pUnknownInner->Release ( );
}
以上总结主要来自于<<COM技术内幕>>。但是在ATL中，一切都被隐藏的很多。
使用ATL7.1创建ATL简单对象（传统COM对象时）向导中可以选择是否支持聚合，默认是支持的。我们现在开始创建内部组件。
按照上图步骤创建组件B，并且实现了IB接口。现在我们为IB增加方法F( )。F()方法很简单，只是弹出一个消息框。
STDMETHODIMP CB::F(void)
{
MessageBox(NULL,"OK","OK",MB_OK);
return S_OK;
}
在ATL中，类厂是由CComCoClass类的宏DECLARE_CLASSFACTORY()实现的。该宏的定义为：#define DECLARE_CLASSFACTORY() DECLARE_CLASSFACTORY_EX(ATL::CComClassFactory)
CComClassFactory实现了IClassFactory接口。最主要的就是实现了创建组件的函数。
// IClassFactory
STDMETHOD(CreateInstance)(LPUNKNOWN pUnkOuter, REFIID riid, void** ppvObj)
{
ATLASSERT(m_pfnCreateInstance != NULL);
HRESULT hRes = E_POINTER;
if (ppvObj != NULL)
{
*ppvObj = NULL;
// can‘t ask for anything other than IUnknown when aggregating
if ((pUnkOuter != NULL) && !InlineIsEqualUnknown(riid))
{
ATLTRACE(atlTraceCOM, 0, _T("CComClassFactory: asked for non IUnknown interface while creating an aggregated object"));
hRes = CLASS_E_NOAGGREGATION;
}
else
hRes = m_pfnCreateInstance(pUnkOuter, riid, ppvObj);
}
return hRes;
}
m_pfnCreateInstance是创建COM对象的函数的指针。创建CB类的函数指针是被保存到对象映射表中的用于创建CB类的函数指针。对象映射表是一个_ATL_OBJMAP_ENTRY结构数组，该结构数组还保存了创建类厂的函数指针。该结构数组的初始化是通过B.h中的宏OBJECT_ENTRY_AUTO(__uuidof(B), CB)来完成的。该宏取代了ATL3中的BEGIN_OBJECT_MAP()/OBJECT_ENTRY()/END_OBJECT_MAP()宏。
宏DECLARE_CLASSFACTORY_EX定义为#define DECLARE_CLASSFACTORY_EX(cf) typedef ATL::CComCreator< ATL::CComObjectCached< cf > > _ClassFactoryCreatorClass;
CComObjectCached类派生自CComClassFactory，该类的作用是使得组件类的生命周期和服务器生命周期相同，所以适用于进程内组件。CComCreator类只提供了一个CreateInstance函数，用来帮助我们创建一个组件类，这里就帮助我们创建类厂。
所以宏DECLARE_CLASSFACTORY()的功能就是：
1） 通过从CComClassFactory类派生实现了IClassFactory接口
2） 使用CComObjectCached类指定了类厂对象的生命周期和服务器生命周期相同
3） 定义了_ClassFactoryCreatorClass类型，该类型的CreateInstance函数可以创建类厂对象,而且是采用多步构造的方式，防止了构造期间的意外析构。
该宏的定义如下：
#define DECLARE_AGGREGATABLE(x) public:/
typedef ATL::CComCreator2< ATL::CComCreator< ATL::CComObject< x > >, ATL::CComCreator< ATL::CComAggObject< x > > > _CreatorClass;
_CreatorClass类型的CreateInstance函数即可以创建独立组件，也可以创建聚合组件，取决于传入的pOuterIUnknown参数是否为NULL。
值得一提的是CComAggObject类通过两次从CComObjectRootEx继承，实现了内部组件的两个IUnknown接口，一个是IUnknown*，一个是INondelegationUnknown*（其实ATL中不使用INondelegationUnknown名字，但是作用一样和INondelegationUnknown一样）。
如果我们在向导中选择不支持聚合，向导将会在我们的CB类内加上宏#define DECLARE_NOT_AGGREGATABLE(x)
#define DECLARE_NOT_AGGREGATABLE(x) public:/
typedef ATL::CComCreator2< ATL::CComCreator< ATL::CComObject< x > >, ATL::CComFailCreator<CLASS_E_NOAGGREGATION> > _CreatorClass;
这样_CreatorClass类型的CreateInstance函数当接收到不为NULL的pOuterIUnknown参数时会失败。
所以，当我们有了ATL的支持后，我们创建内部组件的一切工作只是在向导中选择支持聚合，轻松惬意！
现在我们另创建一个名为OuterComponent的ATL项目，创建A组件并实现IA接口。创建步骤就不再叙述。A组件是否支持聚合无关紧要，我们这里就默认支持吧。在OuterComponent项目中导入InnerComponent.dll，然后将CComPtr<IUnknown> m_pIB作为CA的成员变量。请参考下面的代码的注释
// A.h : CA 的声明
#pragma once
#include "resource.h" // 主符号
#include "OuterComponent.h"
// CA
class ATL_NO_VTABLE CA :
public CComObjectRootEx<CComSingleThreadModel>,
public CComCoClass<CA, &CLSID_A>,
public IDispatchImpl<IA, &IID_IA, &LIBID_OuterComponentLib, /*wMajor =*/ 1, /*wMinor =*/ 0>
{
public:
CA()
{
}
DECLARE_REGISTRY_RESOURCEID(IDR_A)
BEGIN_COM_MAP(CA)
COM_INTERFACE_ENTRY(IA)
COM_INTERFACE_ENTRY(IDispatch)
COM_INTERFACE_ENTRY_AUTOAGGREGATE(IID_IB,m_spunkIB.p,CLSID_B)//自动聚合IB接口，有了该宏就不需要在FinalConstruct函数中创建B对象了
END_COM_MAP()
DECLARE_GET_CONTROLLING_UNKNOWN()//创建虚函数IUnknown* GetControllingUnknown()，CComContainedObject类会继承并实现该函数，然后将返回最外层组件的IUnknown指针
DECLARE_PROTECT_FINAL_CONSTRUCT()
HRESULT FinalConstruct()
{
return S_OK;
}
void FinalRelease()
{
m_spunkIB.Release();//避免两次析构内部组件
}
private:
CComPtr<IUnknown> m_spunkIB;//保存被聚合的内部组件的IUnknown接口
};
OBJECT_ENTRY_AUTO(__uuidof(A), CA)
现在我们来用一下，创建一个客户程序，它导入A和B的组件类型库，然后创建A组件，然后查询IB接口并调用IB::F()方法。
// Client.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//
#include "stdafx.h"
#import "../../OuterComponent/OuterComponent/debug/OuterComponent.tlb" no_namespace named_guids raw_interfaces_only
#import "../../InnerComponent/InnerComponent/debug/InnerComponent.tlb" no_namespace named_guids raw_interfaces_only
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
::CoInitialize(NULL);
CComPtr<IA> pA;
HRESULT hr=pA.CoCreateInstance(CLSID_A);
CComPtr<IB> pB;
hr=pA->QueryInterface(&pB);
pB->F();
pB.Release();
pA.Release();
::CoUninitialize();
return 0;
}
一切成功。ATL大大简化了我们对于聚合的使用。
陈抒
2005-9-15
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以上是关于COM聚合的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章