COM应用软件开发技术

韩冰

蔡倩

( s3 n% }% o+ x, }

主题词： COM ActiveX C++ Builder

1.COM技术概述

COM表示Component Object Model(组件对象模型)，它是Microsoft大力推广的软件开发技术。采用COM规范开发的应用软件具有强大的功能，主要有如下几点：

* ^6 k* ~: S- C7 _; m5 H, @

◆COM是二进制编程规范，可以编写被多种语言使用的代码。

! o0 \0 U- h9 u1 Q9 T5 i: H

◆用于创建ActiveX控件。

2 M, M: f1 d8 l ^; L2 W

◆通过OLE Automation 控制其它的程序。

! b# s* S( H. C/ `* f* T

◆与其它机器上的对象或程序进行对话，构成分布式应用程序。

( u8 X3 v% J" |* q+ W

Microsoft推出Windows 98和Windows NT 5.0后，整个操作系统的核心都围绕着COM来建立。我们可以把Windows系统看作是一系列的COM接口，在需要是可以调用这些接口。如DirectX就是一系列的COM接口服务程序，通过它可以进行高性能的Windows图形程序设计。

用COM技术开发的应用程序从理论上说是客户/服务器模式的程序。程序员可以使用一系列的COM服务程序来构造他们自己的应用程序，这些服务程序可以根据需要随时嵌入到主程序中。在分布式系统中，可以通过网络来访问这些服务程序。将来，操作系统和整个网络可能会被看作是一套以COM对象形式提供的服务集。一部分程序员负责建立这些服务，而另一部分程序员只负责如何调用它们。其目的是实现软件的即插即用。

/ |& ]5 A" L9 l' ~* f- S# K y

开发COM应用程序是比较复杂的，通常需采用ActiveX模板库（ATL）来编程。在这里我们推荐采用C++ Builder来开发COM程序，Inprise（Borland）公司的面向对象技术一直处于世界领先水平，C++ Builder采用可视化方法，隐藏了ATL的实现细节，自动生成COM接口所需的代码。

以下的程序举例采用C++ Builder 4.0 编制,在中文Windows98环境下运行。

2 q# U+ x" ~7 W& v" S: I) Q

2.建立COM服务程序

COM服务程序有三种形式，第一种是驻留在本地机器上以DLL形式提供，该服务程序被调用时，嵌入到调用程序的线程中运行；第二种是驻留在本地机器上以EXE形式提供，该服务程序被调用时将占用独立的线程运行；第三种驻留在远端机器上以EXE形式提供，服务程序通过网络被调用，它在远端机器上运行，结果通过网络返回调用者。

在此采用第一种形式建立COM服务程序，这也是最常用的形式，DirectX就是采用这种形式提供的。

( k5 E1 R5 H6 J0 |$ o& W; ]

C++ Builder建立COM服务程序的方法如下：

" a* S, p! s! U3 a

2.1创建支持COM接口对象的动态连接库文件：

◆打开File/New/ActiveX项目页，选择ActiveX Library；

9 o/ [6 E* }& G6 W- j

◆选择Save All 将项目以PCOMServer文件名保存；此时C++ Builder 自动生成如下的文件：

PCOMServer.bpr：工程的项目文件；

PCOMServer.h,PCOMServer.cpp：支持COM对象的动态连接库源文件，其中有许多函数用于COM接口对象的自动装配，大家不用去编辑它们；

PCOMServer_ATL.h,PCOMServer_ATL.cpp：ATL形式的文件供C++ Builder编译器调用，大家也不要去编辑它们。

◆打开Project/Options/Linker 属性页不选中Use dynamic RTL选项，打开Project/Options/Packages属性页不选中Builder with runtime packages选项，这两步操作可以使开发的COM动态连接库不依赖C++ Builder的VCL动态连接库，有利于独立发行，但在一般情况下还是建议选中这两项。

; \; _# t* a5 V5 B/ f) j2 Z

2.2建立COM接口对象

7 l% a! h, G( C: i" J6 W# v

' `4 C5 G; m" P/ q |$ H P# p

打开File/New/ActiveX属性页,选择Automation Object表示向服务程序中插入一个自动类型的COM对象，我们选择这种类型的COM对象是为了可以自动注册，并且自动支持可以被其他语言调用。此时出现如下的对话框，输入COM类的名字MyCOM即可，对话框中的其它选项用于规定COM对象的性质，可查看帮助信息。

6 A7 X$ u4 l& e" ]/ ]/ B

2.3通过类型库编辑器编辑COM对象中相应接口对象的属性和方法

0 l) H# t9 n( b' T% S# D, B5 [# O

|; p' n7 ?7 {' C) B

此时自动进入类型库编辑器，类型库用于存储COM对象的说明，是一个可以被多种语言调用的头文件包。在类型库中，可以定义COM对象的接口，定义接口对象的属性和方法等。类型库编辑器如下所示：

; D# Y1 M( `0 H: Z% S6 c: T

可以看出此时自动产生了MyCOM类的一个接口类IMyCOM，在COM应用软件中我们实际上是与接口对象打交道，下面通过类型库编辑器为IMyCOM接口定义方法和属性。

◆单击编辑器顶部的Method按钮；

' H) E" X' J2 ~. a) C: n" [5 e

◆在Arributes页面的Name字段中输入方法的名称，本例中是AddInt用于整数加法；

$ ~9 e' K4 F8 x _: w

◆在Parameters页面中，单击Add按钮编辑方法中的参数；

x和y是输入的两个整数，ret用于返回运算的结果，必须定义为指针型

◆切换到Flags页面，可以对接口的属性作调整；

7 x+ L4 i7 J6 X7 o- ~% i

◆在Text页面中可以检查生成的IDL代码：

[id(0x00000001)]

$ W, I9 P0 m. p1 _) `$ S9 Z0 }

HRESULT _stdcall AddInt([in] int x, [in] int y, [out, retval] int * ret );

) Q! z9 a0 |" c: @- O; k9 l2 v

◆单击Refresh按钮，此时可以关闭类型库编辑器。当需要为接口添加新的属性和方法时，可以通过View/Type Library重新打开编辑器。选择Save All用C++ Builder提供的缺省文件名保存类型库的相关文件如下：

PCOMServer.TLB: 类型库文件；

* u; ^9 g0 r. b0 b; m# u

PCOMServer_TLB.cpp:包含COM接口和对象的说明，其主要目的是方便访问，在客户程序中需将本文件包含到客户程序的工程中；

PCOMServer_TLB.h: PCOMServer_TLB.cpp的头文件，通过#include引入到客户程序中。

" k" U& X" }/ L( Z, j/ W

MyCOMImpl.cpp: 该文件是我们需要编写程序代码的地方，实现类型库定义的接口对象的方法和属性；

+ c7 c5 z' O/ \2 q* K

MyCOMImpl.h: MyCOMImpl.cpp的头文件。

. L' |% ? c# l* I6 Q6 r: T

2.4 实现COM接口中的方法

6 G* d! F8 {% }2 r

打开MyCOMImpl.cpp文件会发现我们在类型库编辑器中定义的方法，为该方法编写代码如下：

STDMETHODIMP TMyCOMImpl::AddInt(int x, int y, int* ret)

0 R4 @! ^4 E s/ U

{

6 B7 P4 ?; C- R6 ~

*ret=x+y;

" L# _" }1 R, [: G

return S_OK;

) J& J; h' F A3 z2 i, g! M6 _, P

}

( h% o6 F0 z+ r, Y0 f( x

2.5 生成DLL文件并注册COM对象

0 \& `% a2 d- D; D

◆选择Project/Builder PCOMServer 生成PCOMServer.DLL文件。

◆打开类型库编辑器，单击Register按钮完成对COM对象的注册。

通过Windows任务栏中的Run菜单运行REGEDIT程序，在Windows注册表的HKEY_CLASSES_ROOT键下查找到PCOMServer.MyCOM子键,PCOMServer为DLL文件的名字,MyCOM为COM对象的名字,在下面可以看到该COM对象的全局唯一描述符CLSID如下:

{59834F03-49F1-11D3-B85B-00E09804A418}

注意:不同的机器生成的描述符不同.

在HKEY_CLASSES_ROOT键下查找到CLSID子键，在它下面找{59834F03-49F1-11D3-B85B-00E09804A418}子键，下面有如下的条目：

InprocServer32：存储PCOMServer.DLL的路径目录；

ProgID：存储COM对象的注册名：PCOMServer.MyCOM；

2 b0 ^/ n. E3 q4 R+ n+ k

Typelib：存储COM对象的CLSID值{59834F03-49F1-11D3-B85B-00E09804A418}。

" r+ P6 G, t% k; R* o1 C' s

COM对象就是通过在注册表中的纪录实现DLL与客户程序的自动连接。

3.建立COM客户程序

客户程序将访问PCOMServer.DLL服务程序中的MyCOM对象，这些对象的说明保存在前面所述的TLB文件中。我们可以直接将PCOMServer_TLB.cpp加入到客户程序的项目文件中，并在客户程序中引用PCOMServer_TLB.h文件；也可以通过Project/Import Type Library引用PCOMServer_TLB.TLB文件，重新生成.cpp和.h文件,自动完成上述过程。

客户程序的编程重点是实现对服务程序中COM对象的方法的调用，调用的方法有多种，都是通过所谓的代理接口来完成的，这些代理接口在PCOMServer_TLB.h中有详细的定义，从这些定义中可以看出这些代理接口调用对象方法的过程。

PCOMServer_TLB.h文件很重要，包含了调用MyCOM对象的各种接口信息，该文件主要内容如下：

// Type Lib: D:\CAI\com\PCOMServer.tlb

// IID\LCID: {5BD378E5-4B57-11D3-B85B-00E09804A418}\0

; K6 y* L7 y' e' k9 F! ^4 V

// Helpfile:

// DepndLst:

// (1) v2.0 stdole, (C:\WINDOWS\SYSTEM\STDOLE2.TLB)

// (2) v4.0 StdVCL, (C:\WINDOWS\SYSTEM\STDVCL40.DLL)

// ************************************************************************

#ifndef __PCOMServer_TLB_h__

#define __PCOMServer_TLB_h__

#pragma option push -b -w-inl

' O( m4 ]! d1 B+ w. M

#include <vcl/utilcls.h>

#if !defined(__UTILCLS_H_VERSION) || (__UTILCLS_H_VERSION < 0x0101)

#error "This file requires an newer version of the header file UTILCLS.H"

" s7 w# E1 l) Q

#endif

#include <olectl.h>

/ @& M, ]8 ~ Z5 B. n

#include <ocidl.h>

#if defined(USING_ATLVCL) || defined(USING_ATL)

% D5 a! F0 t) r$ E" s% Q

#if !defined(__TLB_NO_EVENT_WRAPPERS)

#include <atl/atlmod.h>

$ i+ E5 ~: L U. n5 {, z: q: H6 q

#endif

#endif

' [' K0 U9 K1 g0 Q1 `

namespace Stdvcl {class IStrings; class IStringsDisp;}

using namespace Stdvcl;

) R9 n3 B+ t/ Z z

# I9 I4 l! ^6 E9 l' ^1 p' `

namespace Pcomserver_tlb

{

7 w- @, e" W% t# ?! N( z* _

DEFINE_GUID(LIBID_PCOMServer, 0x5BD378E5, 0x4B57, 0x11D3, 0xB8, 0x5B, 0x00, 0xE0, 0x98, 0x04, 0xA4, 0x18);

DEFINE_GUID(IID_IMyCOM, 0x5BD378E6, 0x4B57, 0x11D3, 0xB8, 0x5B, 0x00, 0xE0, 0x98, 0x04, 0xA4, 0x18);

% L0 O0 Q9 g, r% w# u

DEFINE_GUID(CLSID_MyCOM, 0x5BD378E8, 0x4B57, 0x11D3, 0xB8, 0x5B, 0x00, 0xE0, 0x98, 0x04, 0xA4, 0x18);

' A1 @) d" t' L( m! @

interface DECLSPEC_UUID("{5BD378E6-4B57-11D3-B85B-00E09804A418}") IMyCOM;

2 G( B3 x% z! z6 s

typedef IMyCOM MyCOM;

" T/ q/ J, t* ~2 Z( p

#define LIBID_OF_MyCOM (&LIBID_PCOMServer)

; m# Q" b/ ~4 ^" p& q* F! r

interface IMyCOM : public IDispatch

{

( M0 K- ^; k& H: ?5 N/ ?1 H3 p

public:

7 K: r7 R/ W/ D) Y4 g- l

virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE AddInt(int x/*[in]*/, int y/*[in]*/, int* ret/*[out,retval]*/) = 0; // [1]

' V, J& b+ D, y1 L$ ?. n* O+ h

#if !defined(__TLB_NO_INTERFACE_WRAPPERS)

4 w) U/ f& @6 Y: b( s$ i

int __fastcall AddInt(int x/*[in]*/, int y/*[in]*/)

{

int ret;

OLECHECK(this->AddInt(x, y, &ret));

& d, G. x. `4 N+ O% B# [: `

return ret;

& ~6 k% w8 S- q* {, {) U4 t* {

}

#endif // __TLB_NO_INTERFACE_WRAPPERS

};

#if !defined(__TLB_NO_INTERFACE_WRAPPERS)

* N$ _# C1 h4 c, I G; z

template <class T /* IMyCOM */ >

+ q0 A; x% x# G: E, X. y7 ^- W

class TCOMIMyCOMT : public TComInterface<IMyCOM>, public TComInterfaceBase<IUnknown>

{

- l( {- [! O. n6 @+ A7 D

public:

' b3 y$ q9 R: Z( @4 h; T# L

TCOMIMyCOMT() {}

TCOMIMyCOMT(IMyCOM *intf, bool addRef = false) : TComInterface<IMyCOM>(intf, addRef) {}

TCOMIMyCOMT(const TCOMIMyCOMT& src) : TComInterface<IMyCOM>(src) {}

TCOMIMyCOMT& operator=(const TCOMIMyCOMT& src) { Bind(src, true); return *this;}

, x5 |- i3 |( B7 S! d' F( O

HRESULT __fastcall AddInt(int x/*[in]*/, int y/*[in]*/, int* ret/*[out,retval]*/);

6 C+ i0 O- K/ Z n9 ~2 D) Z4 Z

int __fastcall AddInt(int x/*[in]*/, int y/*[in]*/);

9 I' J+ l! l- o, W8 {

};

typedef TCOMIMyCOMT<IMyCOM> TCOMIMyCOM;

4 K4 c4 A: v( f2 J: b6 I0 h

template<class T>

4 Z$ A) V, S; w# [3 f

class IMyCOMDispT : public TAutoDriver<IMyCOM>

- P" {+ L0 \! J C

{

public:

1 A5 O3 l" J$ s/ b C' A

IMyCOMDispT(){}

IMyCOMDispT(IMyCOM *pintf)

0 o. r5 w. ? Q1 W1 v

{

) }4 Z7 _2 H! N4 Q

TAutoDriver<IMyCOM>::Bind(pintf);

}

& I( D7 J% E ]& K) C; O- l

IMyCOMDispT& operator=(IMyCOM *pintf)

{

& F8 U. n& Y! d; I: I/ }

TAutoDriver<IMyCOM>::Bind(pintf);

) G9 D% `* q+ r4 j9 Z2 Y( S

return *this;

}

+ D$ C% e2 }; Y; {/ L) X! B

HRESULT BindDefault(/*Binds to new instance of CoClass MyCOM*/)

{

return OLECHECK(Bind(CLSID_MyCOM));

3 f o% g) V$ Y: }; q

}

: z/ l! O8 _5 }% R7 f# E! I5 _

HRESULT BindRunning(/*Binds to a running instance of CoClass MyCOM*/)

{

4 t5 c- B# ?. K

return BindToActive(CLSID_MyCOM);

, C$ Z. b7 x$ A. L$ C

}

( r& h' d+ _; _7 K! ?) l2 V' X

HRESULT __fastcall AddInt(int x/*[in]*/, int y/*[in]*/, int* ret/*[out,retval]*/);

int __fastcall AddInt(int x/*[in]*/, int y/*[in]*/);

};

typedef IMyCOMDispT<IMyCOM> IMyCOMDisp;

% B- E m9 U8 s9 A- u2 R% ]# Y6 X

template <class T> HRESULT __fastcall

TCOMIMyCOMT<T>::AddInt(int x/*[in]*/, int y/*[in]*/, int* ret/*[out,retval]*/)

n" W# j- V# }. X0 Y8 ]2 Y. X

{

$ E+ B3 f( K' F4 H+ h

return (*this)->AddInt(x, y, ret);

}

- X9 E# y9 b* x

template <class T> int __fastcall

TCOMIMyCOMT<T>::AddInt(int x/*[in]*/, int y/*[in]*/)

{

2 [3 d. ]% S5 C" _

int ret;

# Z6 R5 X; Z5 _1 g! g0 v/ [

OLECHECK(this->AddInt(x, y, &ret));

return ret;

}

template <class T> HRESULT __fastcall

IMyCOMDispT<T>::AddInt(int x/*[in]*/, int y/*[in]*/, int* ret/*[out,retval]*/)

; `9 P: u, k3 ~

{

static _TDispID _dispid(*this, OLETEXT("AddInt"), DISPID(1));

$ l/ O2 U# y& f+ `6 F& [! `

TAutoArgs<2> _args;

4 I# Z6 H# W8 y' q& K) F

_args[1] = x /*[VT_INT:0]*/;

9 w w' r) q& x" ~

_args[2] = y /*[VT_INT:0]*/;

return OutRetValSetterPtr(ret /*[VT_INT:1]*/, _args, OleFunction(_dispid, _args));

}

template <class T> int __fastcall

IMyCOMDispT<T>::AddInt(int x/*[in]*/, int y/*[in]*/)

6 E4 C; f1 L5 x; G0 e% ?

{

int ret;

7 }& D! C* F' j$ [7 @! q2 i" [

this->AddInt(x, y, &ret);

9 T/ _9 Q5 [; e1 G- c5 e

return ret;

1 R& G8 b* q, G; T+ B; ~* @* f

}

typedef TCoClassCreatorT<TCOMIMyCOM, IMyCOM, &CLSID_MyCOM, &IID_IMyCOM> CoMyCOM;

: Y/ y+ n9 U) f* n6 k

#endif // __TLB_NO_INTERFACE_WRAPPERS

* f8 h6 V% |% l% D3 v; R

}; // namespace Pcomserver_tlb

5 y, D" t) q3 c5 D0 d

#if !defined(NO_IMPLICIT_NAMESPACE_USE)

- O5 w [: a* i H

using namespace Pcomserver_tlb;

( l7 e5 l/ c) f# f4 B) p

#endif

6 G7 C7 U) K9 {" Z+ G! s7 q

#pragma option pop

#endif // __PCOMServer_TLB_h__

. o. d, r; l4 c5 w

下面是文件中说明的主要对象及其定义：

{3 s0 `7 o. K; X

interface IMyCOM : public IDispatch

+ M) B, U& C. d! a

class TCOMIMyCOMT : public TComInterface<IMyCOM>

class IMyCOMDispT : public TAutoDriver<IMyCOM>

" {' o! L8 y& F% K: J; r) N

class CoMyCOM： public CoClassCreator

+ T; w$ l" t# G9 e1 ~

◆IMyCOM：通过IDispatch接口来调用对象的方法，该接口可以使对象被不支持虚拟函数表(VTable)的语言(如Visual Basic)说调用。这是一种很慢很苯的接口调用方式。

R6 c c! e) ?/ g5 o

◆TCOMIMyCOMT：通过所谓的智能接口来调用对象的方法，既可以实现IDispatch调用，也可以采用VTable进行调用，从而实现最快的调用速度。

◆IMyCOMDispT：通过disp接口来调用对象的方法，可以提高Idispatch接口的访问速度，但还是比不上VTable接口。

◆CoMyCOM：通过使用CoClassCreator可以自动产生TCOMIMyCOM代理的实例。

下面介绍一下实现智能接口和Disp接口调用的客户程序。这个客户程序很简单，有两个按钮分别完成两种接口调用的方法，一个编辑框显示结果。

◆智能接口的VTable调用方法如下：

int x=6,y=6;

- r6 Y' x# d8 g4 `% L

TCOMIMyCOM O;

O=CoMyCOM::Create(); //通过CoClassCreator完成初始化

O->AddInt(x,y,&y); //Vtable形式调用

) Y5 K3 L1 l' R2 `4 K5 l

Edit1->Text=IntToStr(y);

◆DISP接口的调用方法如下：

% X) z8 D* R8 A0 m

int x=6,y=6;

7 G( a0 Z8 b# Q1 K) Z, [5 f2 O

IMyCOMDisp app;

app.BindDefault(); //通过Bind完成初始化

& ]0 F" L ?# U9 K$ ]& I- `" k, n

app.AddInt(x,y,&y); //Disp形式调用

. D5 P H8 O* z+ u) a: m( G% } b

Edit1->Text=IntToStr(y);

4.小结

上面的程序举例是很简单的，但却详细说明了COM应用软件的开发过程。COM技术不是一个编程语言，而是一种编程规范和方法。采用COM技术可以开发功能强大的软件，有利于分布式应用技术的实现，有利于多人合作开发，也可以帮助我们理解Windows系统本身。COM的接口技术是比较复杂的，想进一步了解COM技术可参阅清华大学出版社的《COM技术内幕》一书。

C++ Builder是开发COM应用软件的好工具，它隐含了COM实现的细节，我们只需与它打交道就可以开发完善和强大的COM应用程序。希望有更多的人转到COM应用软件的开发上来，COM技术是软件技术未来的发展方向，是实现软件工程中软件即插即用的有效途径。