【COM技术简介】
所谓COM(Component Object Model,组件对象模型)是一种说明如何建立可动态互变组件的规范,此规范提供了为保证能够互操作,客户和组件应遵循的一些二进制和网络标准。通过这种标准将可以在任意两个组件之间进行通信而不用考虑其所处的操作环境是否相同、使用的开发语言是否一致以及是否运行于同一台计算机。
COM 是由 Microsoft 提出的组件标准,它不仅定义了组件程序之间进行交互的标准,并且也提供了组件程序运行所需的环境。在 COM 标准中,一个组件程序也被称为一个模块,它可以是一个动态链接库,被称为进程内组件(in-process component);也可以是一个可执行程序(即 EXE 程序),被称作进程外组件(out-of-process component)。
一个组件程序可以包含一个或多个组件对象,因为 COM 是以对象为基本单元的模型,所以在程序与程序之间进行通信时,通信的双方应该是组件对象,也叫做 COM 对象,而组件程序(或称作 COM 程序)是提供 COM 对象的代码载体。COM 对象不同于一般面向对象语言(如 C++ 语言)中的对象概念,COM 对象是建立在二进制可执行代码级的基础上,而 C++ 等语言中的对象是建立在源代码级基础上的,因此 COM 对象是语言无关的。这一特性使用不同编程语言开发的组件对象进行交互成为可能。
【COM的优点】
首先,用户一般希望能够定制所用的应用程序,而组件技术从本质上讲就是可被定制的,因而用户可以用更能满足他们需要的某个组件来替换原来的那个。
其次,由于组件是相对应用程序独立的部件,我们可以在不同的程序中使用同一个组件而不会产生任何问题,软件的可重用性将大大的得到增强。
第三,随着网络带宽及其重要性的提高,分布式网络应用程序毫无疑问的成为软件市场上越来越重要的买点。组件架构可以使得开发这类应用程序的过程得以简化。
【COM 对象与接口】
在 COM 模型中,对象本身对于客户来说是不可见的,客户请求服务时,只能通过接口进行。每一个接口都由一个 128 位的全局唯一标识符(GUID,Global Unique Identifier)来标识。客户通过 GUID 来获得接口的指针,再通过接口指针,客户就可以调用其相应的成员函数。
实际上,客户成功地创建对象后,它得到的是一个指向对象某个接口的指针,因为 COM 对象至少实现一个接口(没有接口的 COM 对象是没有意义的),所以客户就可以调用该接口提供的所有服务。根据 COM 规范,一个 COM 对象如果实现了多个接口,则可以从某个接口得到该对象的任意其他接口。从这个过程我们也可以看出,客户与 COM 对象只通过接口打交道,对象对于客户来说只是一组接口。
【进程模型】
COM 所提供的服务组件对象在实现时有两种进程模型:进程内对象和进程外对象。如果是进程内对象,则它在客户进程空间中运行;如果是进程外对象,则它运行在同机器上的另一个进程空间或者在远程机器的空间。
进程内服务程序:服务程序被加载到客户的进程空间,在 Windows 环境下,通常服务程序的代码以动态连接库(DLL)的形式实现。
本地服务程序:服务程序与客户程序运行在同一台机器上,服务程序是一个独立的应用程序,通常它是一个 EXE 文件。
远程服务程序:服务程序运行在与客户不同的机器上,它既可以是一个 DLL 模块,也可以是一个 EXE 文件。如果远程服务程序是以 DLL 形式实现的话,则远程机器会创建一个代理进程。
虽然 COM 对象有不同的进程模型,但这种区别对于客户程序来说是透明的,因此客户程序在使用组件对象时可以不管这种区别的存在,只要遵照 COM 规范即可。
然而,在实现 COM 对象时,还是应该慎重选择进程模型。
进程内模型的优点是效率高,但组件不稳定会引起客户进程崩溃,因此组件可能会危及客户。
进程外模型的优点是稳定性好,组件进程不会危及客户程序,一个组件进程可以为多个客户进程提供服务,但进程外组件开销大,而且调用效率相对低一点。
【技术原理】
由于 COM 标准是建立在二进制代码级的,因此 COM 对象的可重用性与一般的面向对象语言如 C++ 中对象的重用过程不同。对于 COM 对象的客户程序来说,它只是通过接口使用对象提供的服务,它并不知道对象内部的实现过程,因此,组件对象的重用性可建立在组件对象的行为方式上,而不是具体实现上,这是建立重用的关键。
COM 用两种机制实现对象的重用。我们假定有两个 COM 对象,对象1 希望能重用对象2 的功能,我们把对象1 称为外部对象,对象2 称为内部对象。
(1)包容方式。
对象1 包含了对象2,当对象1 需要用到对象2 的功能时,它可以简单地把实现交给对象2 来完成,虽然对象1 和对象2 支持同样的接口,但对象1 在实现接口时实际上调用了对象2 的实现。
(2)聚合方式。
对象1 只需简单地把对象2 的接口递交给客户即可,对象1 并没有实现对象2 的接口,但它把对象2 的接口也暴露给客户程序,而客户程序并不知道内部对象2 的存在。