Файл: ТЕХНОЛОГИЯ COM.pdf

Интерфейсы

Интерфейсы являются основными строительными единицами COM. Они объединяются на семантически связанные группы подпрограмм, через которые COM-объекты осуществляют взаимодействие:

COM определяет следующие ключевые аспекты, связанные с COM-интерфейсами:

1. Методы интерфейса абстрактны (чисто определены). Интерфейс представляет собой набор прототипов методов, чье назначение состоит только в определении интерфейса. Определения прототипов методов включает в себя определения числа и типов передаваемых значений, возвращаемого значения, а также ожидаемого поведения объекта. Как методы реализованы, в определение интерфейса не включается. Таким образом, реализуется полиморфизм интерфейса, т.к. каждый потомок, наследующий интерфейс, может включать собственную реализацию метода;
2. Интерфейс подчиняется двоичному стандарту. Так как все методы интерфейса абстрактны, интерфейс представлен как указатель на vtable (virtual table). Каждая запись в vtable представляет собой ссылку на соответствующий метод класса, который содержит реализацию интерфейса. Определение интерфейса как указателя устанавливает протокол для доступа к COM-объекту, который является двоичным. Таким образом, получение доступа к реализации метода интерфейса объекта представляет собой через последовательную процедуру получения указателей:
3. С GUID система связывает указатель на интерфейс. Указатель на интерфейс, в свою очередь является указателем на vtable, через которую обеспечивается указатель на таблицу указателей на код с реализациями методов. Множество объектов одного класса в системе используют одну общую vtable, и для каждого такого объекта создается структура с частными данными, необходимыми для корректного вызова функций.
4. Интерфейс включает в себя определенную функциональность. Методы интерфейса семантически связаны по функциональности и назначению. Согласно этому, методы интерфейса обычно именуется согласно своему назначению, и имя предваряется заглавной I. Для примера, метод IMalloc предназначен для размещения и освобождения памяти;
5. Интерфейс имеет уникальный идентификатор. Интерфейсы различаются посредством использования глобальных идентификаторов GUID, которые используются для ссылки на идентификаторы конкретных интерфейсов IID (Interface Identifier). Каждый интерфейс имеет свой IID, и при регистрации в системе получает связанный с ним GUID. Использование GUID более совершенно, чем использование символьных имен, т.к. гарантирует отсутствие конфликтов имен при обновлении программных продуктов (выхода новых версий) и при использовании программного обеспечения от различных производителей;
6. Интерфейс не может измениться после регистрации в системе. Каждый интерфейс предназначен для выполнения определенной задачи, и определяет, какие данные поступают на обработку и какие данные выводятся. Таким образом, после того, как интерфейс опубликован в системе, и стал доступен для использования, он не должен меняться. Любое изменение в семантике интерфейса ведет к необходимости появления нового интерфейса. Однако существует возможность безопасной реализации многоинтерфейсных объектов посредством использования для доступа к разным версиям интерфейса разные IID.
7. Интерфейсы наследуют функциональность от одного базового предка. Все интерфейсы прямо или косвенно являются потомками интерфейса IUnknown. Этот интерфейс обеспечивает базовую функциональность интерфейса, которая включает в себя динамический опрос объекта (dynamic quering) и управление жизненным циклом объекта (lifetime managment). Эта функциональность обеспечивается тремя методами интерфейса IUnknown: QueryInterface, AddRef и Release. Каждый класс, который реализует интерфейс, должен реализовать эти три метода, наряду с методами, унаследованные от другого интерфейса, и своими собственными методами^[26].

---

Свойства COM-объектов

COM-объект – это объект CoClass, который является классом, реализующим один или более интерфейсов. COM-объект предоставляет функции, которые доступны через указатель на один из его интерфейсов. Всвязи с этим, COM-объект обладает следующими особенностями:

• COM-объект защищен от прямого изменения внешними программами в своих данных, т.к. доступ к COM-объекту возможен только через указатель на интерфейс;
• COM-объект может быть использован приложениями, реализованными практически на любых современных средствах разработки приложений (алгоритмических языках), с любой внутренней организацией приложения, главное, чтобы средство разработки позволяло работать с указателями на структуры, на массивы и на функции^[27].

COM-серверы

Объект COM-класса должен иметь в своем составе фабрику классов, и идентификатор класса CLSID (Class Identifier), так чтобы COM-объект мог быть создан на основе существующего модуля.

COM-сервер – это приложение, или библиотека, предоставляющее определенный набор сервисных функций для клиентских приложений или библиотек.

COM-сервер состоит из COM-объектов. Например, COM-сервер, который включает в себя код элементов управления ActiveX (ActiveX control)- является ActiveX-сервером. Для разработчика имеется большое число библиотек, которые можно использовать для создания COM-объектов. В качестве примера можно привести библиотеку Microsoft Active Template Library, предоставляющую набор шаблонов, на основе которых можно создавать свои собственные программные продукты, построенные по COM-технологии. Например, шаблон для COM-сервера включает в себя код для основных функций, которые должен обеспечивать COM-сервер: регистрация сервера в системе, загрузка/выгрузка сервера, создание объектов, управления фабриками классов, обеспечение выдачи информации о сервере, включая: тип сервера, help-файл, имя сервера, библиотека типов и т.д.

Клиенты не должны знать, каким образом сервер выполняет свои функции, и клиенты не должны знать, где сервер находится - все взаимодействие осуществляется через указатели на интерфейс сервера. COM-сервер, как было указано в предыдущем параграфе, может быть следующих типов:

• In-process server (внутренний сервер) – программный DLL модуль, работающий в рабочем пространстве памяти клиентского приложения:
• Local server (локальный сервер) – программный EXE модуль, работающий в отдельном адресном пространстве;
• Remote server (удаленный сервер) – программный EXE модуль, работающий на удаленной машине^[28].

---

Механизм маршаллинга

Разница между внутренним и удаленным серверами в том, какой тип межпроцессной связи используется. В данном случае существует необходимость использования посредников, которые обеспечивают передачу параметров и вызов функций. Такой механизм называется маршаллингом (marshalling). Т.к. в случае, когда клиент и сервер находятся в разных адресных пространствах, доступ к ресурсам не может быть осуществлен непосредственно через указатели. Поэтому посредники со стороны клиента (proxy) осуществляют упаковку аргументов в пакеты маршаллинга (marshalling packets), и обеспечивают удаленный вызов процедур (Remote Procedure Call). Посредник со стороны сервера (stub) реализуют распаковку параметров, и помещение их в стек. Далее осуществляется вызов непосредственно реализации метода. По сути, сервер создает клиентский вызов процедуры в своем собственном адресном пространстве.

Посредники используют COM-средства, для осуществления взаимодействия в разных процессах. Для взаимодействия объектов, находящихся на разных машинах, используются средства расширения COM - распределенная COM (Distributed COM или DCOM). COM предлагает стандартный механизм маршаллинга - интерфейс диспетчеризации (Dispatch Interface)^[29].

Фабрики классов

Фабрики или производители классов (class factories) – специальный тип COM-объектов, используемый для создания и регистрации COM-объектов. Производители классов реализуют стандартный механизм создания объектов COM-классов. Классы без идентификаторов класса (CLSID) и фабрики классов могут быть созданы посредством вызова конструктора. Использование фабрики классов для создания объектов означает, что для клиентского приложения, которому необходимо создать объект класса, не нужно знать об этом классе ничего, кроме его идентификатора CLSID. Фабрика классов возьмет вызов конструктора на себя, включая передачу аргументов в конструктор и остальные специфичные действия. Класс фабрики классов может быть объединен со многими COM-классами, для каждого из которых могут создаваться объекты. При создании же объекта фабрики классов, в конструктор передается идентификатор CLSID класса, для создания объектов которого предназначается фабрика. Этот идентификатор определяет, объекты какого класса могут быть созданы с помощью данной фабрики классов. Таким образом, каждый экземпляр фабрики классов в системе может быть использован для создания объектов только одного определенного класса.

Создание объекта класса производится посредством следующих действий:

---

• вызова глобальной API-функции CoGetClass, которая ищет в системном реестре зарегистрированный класс с данным CLSID, определяет путь к серверу, загружает сервер и выдает указатель на интерфейс производителя классов (обычно IClassFactory);
• Указатель на IСlassFactory может быть использован для вызова методов производителя классов, например: CoCreateInstance (создание объекта).

Альтернативой рассмотренному методу может служить вызов глобальной API-функции CoCreateInstance, которая выполняет перечисленный выше действия и создает объект класса с идентификатором CLSID, но таким образом можно создать только один объект данного класса, т.к. функция не возвращает указатель на интерфейс производителя классов^[30].

Библиотеки типов

Библиотека типов (type library) предоставляет информацию об используемых типах объектов и интерфейсах, которые предоставляются ActiveX-серевером. Библиотека типов по смыслу аналогична, например, заголовочному файлу (header) для разработок на языке C и любому другому модулю, содержащему информацию об используемых типах данных и объектах. Большинство информации подобного рода может быть записано в библиотеку типов. Получить информацию из библиотеки типов можно путем опроса запущенного объекта или же посредством загрузки непосредственно библиотеки типов. После создания библиотеки типов, к ней обеспечивается доступ через специальный тип интерфейсов: ITypeLib, ITypeInfo и ITypeComp. Интерфейс ITypeLib обеспечивает доступ к информации о типах в библиотеке типов, а также к описаниям конкретных объектов, которые, в свою очередь, могут быть получены через интерфейс ITypeInfo.

Библиотека типов содержит информацию о том, какой интерфейс, в каком COM-объекте содержится, количество и тип методов интерфейсов и их параметров. Эти описания включают в себя уникальные идентификаторы классов (CLSID) и их интерфейсов (IID), через которые осуществляется корректный доступ к объектам. В библиотеке типов также может содержаться следующая информация:

1. Описания пользовательских типов данных, связанных с пользовательскими интерфейсами;
2. Функции, которые экспортируются ActiveX-сервером, но которые не являются интерфейсными методами;
3. Информация об нумерованных типах данных (символьных константах);
4. Ссылки на описания типов в других библиотеках типов.

Использование библиотеки типов очень важно для объектов, которые предназначены для распространения и последующего использования многими пользователями. Также существует еще ряд причин использования библиотек типов:

---

1. Объекты, которые используют непосредственную привязку к vtable, должны быть описаны в библиотеке типов, т.к. ссылки в vtable формируются во время компиляции;
2. Объекты, созданные из классов, которые поддерживают интерфейс IProvideClassInfo, должны иметь библиотеку типов. Объекты, имеющие в своем составе данные интерфейс, являются типизированными COM-объектами, т.к. предоставляют информацию об используемых типах (из библиотеки типов);
3. Элементы управления ActiveX должны иметь библиотеку типов, которая содержится непосредственно в DLL или OCX файле, содержащем код ActiveX-сервера;
4. Приложения, которые являются Automation-серверами, должны иметь библиотеку типов, для более удобно связывания с клиентами;
5. Использование библиотеки типов в любом случае облегчает работу с внешними приложениями, которые могут узнать об используемых типах данных, и т.о. исключается использование более громоздкого метода передачи параметров в системе через универсальный механизм^[31].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе реализации исследования была достигнута цель работы – изучена технология COM.

Для достижения данной цели были выполнены следующие задачи:

1. Изучено понятие технологии COM, определено, что технология COM представляет собой объектно-ориентированную программную спецификацию;
2. Рассмотрена история развития технологии COM, представленной фирмой Microsoft с целью обеспечения эффективного взаимодействия между различными программами, работающими в Windows;
3. Разобрана терминология технологии COM, которая включает в себя такие понятия как СОМ-объект, СОМ-интерфейс, Пользователь СОМ-объекта и мн. др.;
4. Проанализирован состав объектов технологии COM. В данном параграфе выделены основные составляющие построения объектов, среди них – интерфейсы, объекты, серверы, библиотеки и др.

Кроме того, в ходе работы над исследованием были закреплены ранее полученные теоретические знания, а также приобретены новые, которые могут способствовать более продуктивному изучению дисциплины Распределенные системы обработки информации и смежных с ней.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Архангельский, А.Я. Программирование в Delphi 7. – М.: ЗАО "Бином - Пресс", 2010. – 1152с.
2. Белов, В.В. Программирование в Delphi: процедурное, объектно-ориентированное, визуальное: Учебное пособие для вузов / В.В. Белов, В.И. Чистякова. - М.: РиС, 2014. - 240 c.
3. Галисеев, Г. В. Программирование в среде Delphi 7. Самоучитель. – М.: Дрофа, 2012 – 765 с.
4. Гофман, В. Э., Хомоненко, А. Д. Delphi 7. – СПб.: БХВ-Петербург, 2012. – 1152 с.
5. Кузан, Д.Я. Программирование Win32 API в Delphi / Д.Я. Кузан. - СПб.: BHV, 2013. - 368 c.
6. Осипов, Д. Delphi. Профессиональное программирование / Д. Осипов. - СПб.: Символ-плюс, 2015. - 1056 c.
7. Санников, Е. Курс практического программирования в Delphi. Объектно - ориентированное программирование / Е. Санников. - М.: Солон-пресс, 2013. - 188 c.
8. Фараонов, В. В. Система программирования Delphi. – СПб.: БХВ - Петербург, 2012. – 912 с.: ил.
9. Фаронов, В. Delphi. Программирование на языке высокого уровня / В. Фаронов. - СПб.: Питер, 2012. - 640 c.
10. Эйдлина, Г.М. Delphi: программирование в примерах и задачах. Практикум: Учебное пособие / Г.М. Эйдлина, К.А. Милорадов. - М.: ИЦ РИОР, НИЦ ИНФРА-М, 2012. - 116 c.

---