COM应用软件开发技术

韩冰

蔡倩

1 P9 T, }! k w2 K/ |/ F

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：

◆COM是二进制编程规范，可以编写被多种语言使用的代码。

◆用于创建ActiveX控件。

: J9 x- O1 B l# K

◆通过OLE Automation 控制其它的程序。

) ^; @; V! e8 t. W; I. m

◆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。

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。

( H* C3 E& j& d- R

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。

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。

9 D$ ]# `( `# k6 I4 \6 f1 p. q

2.建立COM服务程序

# `8 ^& @; x6 A( [3 A' h

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。

! I0 l. n' l: L7 p

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。

1 o9 D7 G2 i+ ~& e

C++ Builder建立COM服务程序的方法如下：

8 `9 @! f+ i; W

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；

◆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；

% K/ q0 s1 x6 r, K

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。

b9 w3 h: Z2 L

◆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。

7 p: F( e) l' i. T/ [

2.2建立COM接口对象

( N& r/ `8 l, C

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。

. ?! y' k# s. n- P* S

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

2 A% W4 V9 x4 \" a% B+ U( e

4 \! }+ \: u! w' ?

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：

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；

) z7 [( i( D. @8 d3 j

◆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；

◆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

6 s. n! a/ p& ]* _3 M

◆切换到Flags页面，可以对接口的属性作调整；

# r3 @8 S# q* C( s8 p

◆在Text页面中可以检查生成的IDL代码：

0 A! I! b$ ~4 a n6 d. B. C

[id(0x00000001)]

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

◆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：

7 C2 R4 q- C& Z( F

PCOMServer.TLB: 类型库文件；

; {! `$ f) a! [5 U8 o

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；

' f" S: j5 j" W! {, q

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

8 J @7 O7 h J# @% M. Z2 ^

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；

4 o5 _& @$ \/ T

MyCOMImpl.h: MyCOMImpl.cpp的头文件。

, J9 o& Y% u k* q9 Y$ ^1 W, J

2.4 实现COM接口中的方法

7 k: ^5 S# J4 g4 }% _

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：

) v3 F; i3 j9 d

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

/ v6 E& {# _3 [' @% g

{

*ret=x+y;

return S_OK;

/ U" v/ g* N. f! J' L

}

% U. W$ w% u# _0 s7 z: W

2.5 生成DLL文件并注册COM对象

3 `8 i2 @6 r% L

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

+ o- S$ P3 v' ?. ]; }. ?( }, E

◆打开类型库编辑器，单击Register按钮完成对COM对象的注册。

/ P1 b) _6 B) \( F [$ O+ l

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}

. E/ M4 o2 J; R! f' N- E# O) z

注意:不同的机器生成的描述符不同.

' r5 Z G. e/ N3 V% [

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；

5 W% b/ M1 ]/ L; p" {; V* N# \

ProgID：存储COM对象的注册名：PCOMServer.MyCOM；

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

, R% x) A' u% q- c% D

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。

9 y8 o6 [# r7 u8 a1 o8 S

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：

) K% ?* @' B: V8 L; {( K. E

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

. W5 O+ G9 V. w2 L" d1 R

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

" O1 x9 ~5 N2 N8 j! D r' v7 w

// Helpfile:

// DepndLst:

, N( c/ [$ G6 B% P0 `9 e

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

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

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

* Y! T+ g4 U/ H0 e0 g

#ifndef __PCOMServer_TLB_h__

0 L5 N) U, \+ \

#define __PCOMServer_TLB_h__

, c/ R ?' v7 @' o8 A

#pragma option push -b -w-inl

7 j- ?" s! y$ g0 X, |

#include <vcl/utilcls.h>

2 p+ l. _7 g$ c" v

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

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

#endif

# T0 g T/ @1 `- z8 O

& f/ i0 I m7 T: N% v& V

#include <olectl.h>

: I- S9 F1 s/ v7 L+ z

#include <ocidl.h>

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

/ ?8 M- c( y9 ^

#if !defined(__TLB_NO_EVENT_WRAPPERS)

#include <atl/atlmod.h>

#endif

#endif

" V8 _/ _0 k: j. o/ C

6 @0 }$ _' [8 }7 u, z

namespace Stdvcl {class IStrings; class IStringsDisp;}

using namespace Stdvcl;

{5 r( |$ [! ]+ N

namespace Pcomserver_tlb

{

, _0 u8 }( b- Y* v

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);

& E/ z S( ~" b

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

5 F. R& S) `; y5 `3 @! z

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

5 C! c+ x W/ }1 ^6 a# c( z

typedef IMyCOM MyCOM;

2 t, ?! @7 t C9 z

#define LIBID_OF_MyCOM (&LIBID_PCOMServer)

interface IMyCOM : public IDispatch

{

4 K" e5 U- S0 A: M5 m' o

public:

* c+ d6 F( x7 t r; i4 ^

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

5 f. p" Z7 Q4 E: Z0 G$ q

#if !defined(__TLB_NO_INTERFACE_WRAPPERS)

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

{

5 u7 Z4 U! ~5 d; W

int ret;

/ G6 y* Y0 w3 F

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

) C2 \, P- P0 I# ]

return ret;

}

1 j/ K9 F) W+ v7 f& }$ d

#endif // __TLB_NO_INTERFACE_WRAPPERS

- ? Q- m) J7 R

};

6 `9 N5 B3 v( T# J* ^# r! u

#if !defined(__TLB_NO_INTERFACE_WRAPPERS)

template <class T /* IMyCOM */ >

- i7 F8 \* U$ E6 Z4 k

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

6 x( O9 ]- `0 V4 G1 Y2 L

{

( V7 U, n& a" t. u, i$ _ d

public:

TCOMIMyCOMT() {}

8 _$ }' g3 Q* H* Y$ y) ?

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

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

1 b: l. h% F, P4 v+ e5 [

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

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

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

};

typedef TCOMIMyCOMT<IMyCOM> TCOMIMyCOM;

template<class T>

) _+ _4 b5 ?) X2 a( X

class IMyCOMDispT : public TAutoDriver<IMyCOM>

{

' }# u% V7 J5 a# t4 }/ u

public:

IMyCOMDispT(){}

IMyCOMDispT(IMyCOM *pintf)

8 ?* ~6 u7 _ p

{

TAutoDriver<IMyCOM>::Bind(pintf);

}

( \/ [9 k9 l$ `. J1 P

IMyCOMDispT& operator=(IMyCOM *pintf)

{

TAutoDriver<IMyCOM>::Bind(pintf);

return *this;

E# l3 }) P" ~4 ^

}

& r; j8 d, I4 z9 Q8 k

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

6 W/ M" Q s/ H* a6 B- b5 ]

{

return OLECHECK(Bind(CLSID_MyCOM));

}

! C" s5 f- p; R+ E/ X, }

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

/ [: a" Q7 j/ P. I3 r

{

, j- W3 v3 M" M1 \; I

return BindToActive(CLSID_MyCOM);

}

1 ? u2 W- g6 M7 Y- }

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;

* P8 ]# W5 p! p2 O

template <class T> HRESULT __fastcall

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

{

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

}

! P: K& I; s) g) N7 S

template <class T> int __fastcall

' P/ q! m3 k7 [: R( Q: u m! Z

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

{

int ret;

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

: D' t' `- u5 u

return ret;

5 H6 ?/ X5 S6 Y# }

}

8 C! K% d# b; ^9 q2 B; m

. o7 p3 C/ N. z1 _5 ~' j

template <class T> HRESULT __fastcall

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

{

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

+ ^0 d3 E7 a( o/ L9 D$ j

TAutoArgs<2> _args;

8 |. a2 C7 X" [6 r" T6 i3 U

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

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

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

}

! X6 j- I* }# m, h. r+ i+ W: u

template <class T> int __fastcall

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

{

int ret;

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

return ret;

}

. R( {/ `9 x; C* o9 g8 H& _5 G" \

( X' ?0 m9 {0 S1 t4 x% c6 m

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

. Q6 g m3 t) F) c5 r* m

#endif // __TLB_NO_INTERFACE_WRAPPERS

}; // namespace Pcomserver_tlb

6 r/ E4 y9 h& |; z$ d1 z* x$ U& }

#if !defined(NO_IMPLICIT_NAMESPACE_USE)

6 w0 }2 U* g. f0 Q

using namespace Pcomserver_tlb;

#endif

#pragma option pop

' v. g$ }$ @) c* ?

#endif // __PCOMServer_TLB_h__

% O$ n& g% a( C$ C8 z* L

下面是文件中说明的主要对象及其定义：

interface IMyCOM : public IDispatch

class TCOMIMyCOMT : public TComInterface<IMyCOM>

- l; Z& i% U" {5 U- i; U$ k

class IMyCOMDispT : public TAutoDriver<IMyCOM>

: ]1 p% Z7 j! y0 k3 R" C8 V

class CoMyCOM： public CoClassCreator

; U8 W6 V; ]# j. S/ I$ O

◆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。

. I( r: k) b0 h) o0 J

◆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。

" D) Y0 o1 i+ M: ]

◆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。

, \8 i& W' W$ q' N5 b" g0 `

◆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。

/ {" U7 {/ w" P5 {

◆智能接口的VTable调用方法如下：

int x=6,y=6;

TCOMIMyCOM O;

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

O->AddInt(x,y,&y); //Vtable形式调用

Edit1->Text=IntToStr(y);

( ^- N8 Z) d6 g3 u! {% n* A% N

◆DISP接口的调用方法如下：

4 n: S, N- u# O) x' O6 F( Z/ R

int x=6,y=6;

IMyCOMDisp app;

7 l1 g+ w& o: n f/ z

app.BindDefault(); //通过Bind完成初始化

# y! H7 l; h; d

app.AddInt(x,y,&y); //Disp形式调用

; \' m) u( Y( E2 R. _

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。