C++ 的COM 接口

一. 什么是的COM接口

在C#或者Java中，接口定义了一系列对象能够支持的方法，并且是没有任何实现的。可以说接口把调用方法的代码和实现方法的代码很清晰的分开了。这样的代码会是低耦合的（decoupled） 。

在C++里面，跟接口最接近的定义是纯虚类，就是一个类里面除了纯虚函数没有其他的成员。举一个接口的例子:

// The following is not actual COM.

interface IDrawable
{
    void Draw();
};

这个例子是说有些图像对象是drawable的。 IDrawable接口定义了所有能够绘画的对象所支持的操作（接口名一般以“I” 开头）。结构是抽象的，是不能被实例化的。但是可以通过对象来实现接口。下面的例子是一些类以继承一个普通抽象基类的方式实现接口：

class Shape : public IDrawable
{
public:
    virtual void Draw();    // Override Draw and provide implementation.
};

class Bitmap : public IDrawable
{
public:
    virtual void Draw();    // Override Draw and provide implementation.
};

Shape:: Draw 跟 Bitmap::Draw 的实现方式可能是大不相同的。在程序中对Shape或Bitmap对象的操作可以不使用Shape或Bitmap的指针，而是直接通过使用IDrawable 指针：

IDrawable *pDrawable = CreateTriangleShape();

if (pDrawable)
{
    pDrawable->Draw();
}

下面的代码轮回一个IDrawable指针数组。这个数组可以是任何顺序的shape,bitmap或者其他图形对象，但是每一个图形对象都继承了IDrawable结构：

void DrawSomeShapes(IDrawable **drawableArray, size_t count)
{
    for (size_t i = 0; i < count; i++)
    {
        drawableArray[i]->Draw();
    }
}

COM的关键就是调用代码永远不会知道接口的派生类的类型。更进一步说，就是在上面的例子中，你不用实例化Shape或Bitmap, 而是通过IDrawable指针来对Shape或Bitmap操作。这样COM就确保了接口和实现之间的严格区分。实现的细节可以很方便的改变而不影响调用的代码（Calling Code）。

在C++的实现中，接口通常用类或结构来声明。用C++的IDL来定义COM接口，然后由COM编译器来产生C++的头文件。COM是对象用来实现的一些方法的集合。多个对象可以实现同一个接口，同样，一个对象可以实现多个接口。看下面ISerializable接口的例子：

// An interface for serialization.
class ISerializable
{
public:
    virtual void Load(PCWSTR filename) = 0;    // Load from file.
    virtual void Save(PCWSTR filename) = 0;    // Save to file.
};

// Declarations of drawable object types.

class Shape : public IDrawable
{
    ...
};

class Bitmap : public IDrawable, public ISerializable
{
    ...
};

二. COM库的初始化

所有使用COM的Windows程序都要通过调用CoInitializeEx方法来对COM初始化。每个线程都要分开调用这个方法来初始化COM。下面是CoInitializeEx的格式：

HRESULT CoInitializeEx(LPVOID pvReserved, DWORD dwCoInit);

第一个是预留参数，必须是NULL，第二个是交代程序的线程模式。COM支持2种不同的线程模式，apartment和multithreaded, see Processes, Threads, and Apartments and Understanding and Using COM Threading Models.。参数dwCoInit可以设为下表里的flag值：

Flag	Description
COINIT_APARTMENTTHREADED	Apartment threaded.
COINIT_MULTITHREADED	Multithreaded.
COINIT_DISABLE_OLE1DDE	an obsolete technology

在线程退出之前，要调用CoUninitialize函数来结束初始化：

CoUninitialize();

三. 创建COM对象

要使用COM接口，程序需要首先需要实例化一个实现COM接口的对象。一般来说，有两种方法来来创建COM对象：1，对象提供一个函数来实例化对象；2，用COM的CoCreateInstance函数。

1，在一. 什么是的COM接口中的Shape对象可能暴露一个像下面模式的函数：

HRESULT CreateShape(IDrawable** ppShape);

**代表指针的指针，用这个方法可以创建一个新的对象：

IDrawable *pShape;

HRESULT hr = CreateShape(&pShape);
if (SUCCEEDED(hr))
{
    // Use the Shape object.
}
else
{
    // An error occurred.
}

因为CreateShape函数已经返回了一个error/success的值，所以这里的IDrawable指针只能通过函数的参数来返回（指针实现参数返回值的能力）。这个传入的IDrawable指针在函数里将会被一个新的IDrawable指针覆盖。C++中有两种方法来覆盖参数值，传引用和传地址。COM用了后者, 如下图：

CreateShape函数用pShape指针的地址来给pShape副一个新的指针。

2，CoCreateInstance来创建指针对象：

因为一个接口可以被多个对象实现，一个对象也可以实现多个接口，所以用这种普遍方法创建指针对象需要两方面的信息：1，创建哪个对象；2，对象的哪个接口。

在COM里面，每一个对象或接口都有一个128位长的数字唯一标识符Globally Unique Identifier (GUID)。有时候GUIDs也被成为Universally Unique Identifiers (UUIDs)。比如Shapes库可能声明2个GUID常量：

extern const GUID CLSID_Shape;
extern const GUID IID_IDrawable;

根据命名传统，CLSID是class identifier, IID是interface identifier。有了这两个值，就可以通过如下方法来创建接口指针对象了：

IDrawable *pShape;
hr = CoCreateInstance(CLSID_Shape, 
　　　　　　　　　　　　　NULL, 
　　　　　　　　　　　　　CLSCTX_INPROC_SERVER, 
　　　　　　　　　　　　　IID_Drawable,
     　　　　　　　　　　reinterpret_cast<void**>(&pShape));

if (SUCCEEDED(hr))
{
    // Use the Shape object.
}
else
{
    // An error occurred.
}

CoCreateInstance函数有5个参数，第一和第五个分别是类标识符和接口标识符。实际上，这些参数告诉函数创建一个Shape对象，并且返回给我一个指向IDrawable接口的指针。

第三个参数的值可以为下表中的flags:

Flag	Description
CLSCTX_INPROC_SERVER	Same process.
CLSCTX_LOCAL_SERVER	Different process, same computer.
CLSCTX_REMOTE_SERVER	Different computer.
CLSCTX_ALL	Use the most efficient option that the object supports. (The ranking, from most efficient to least efficient, is: in-process, out-of-process, and cross-computer.)

第五个参数是为了返回一个接口指针。

四. COM对象的生命周期

所有的COM接口都继承自IUnknown基类。 IUnknown接口定义了三个方法：

QueryInterface --> Asking an Object for an Interface
AddRef --> 控制生命周期reference count: 该对象有多少引用
Release --> 控制生命周期reference count为0，对象自我删除

五. QueryInterface 通过对象请求创建另一个接口指针

使用QueryInterface，每一个COM接口必须间接或直接继承自IUnknown接口：

现在的问题是如何通过IFileOpenDialog接口来得到指向IFileDialogCustomize的接口指针：?

QueryInterface的语法：

HRESULT QueryInterface(REFIID riid, void **ppvObject);

REFIID 是 const GUID&, 即对GUID的常引用（这样不能通过该引用来改变原GUID的值，确保安全性）。riid就是要查找的接口，即IFileDialogCustomize。下面代码是实例：返回的查找结果就在pCustom里。

hr = pFileOpen->QueryInterface(IID_IFileDialogCustomize, 
    reinterpret_cast<void**>(&pCustom));
if (SUCCEEDED(hr))
{
    // Use the interface. (Not shown.)
    // ...

    pCustom->Release();
}
else
{
    // Handle the error.
}

六. Error Handling in COM

posted @ 2015-08-28 12:07 bruceyo 阅读(3326) 评论(0) 收藏举报

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