Com Introduction

(wang hailong)

1．神话<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

我两年前学习使用COM，现在想起那段经历，还有些困惑不解。

我不明白，人们为什么要把一些很明了的事情，弄得玄之又璇，而对一些真正的杰出特性却避而不谈？我写本文的目的，是希望对COM感兴趣的开发人员，不再重蹈我的覆辙，不再被一些说法和资料误导。

刚开始接触到COM的概念，我虚心求教，从各方面得知了如下的COM神话：

（1）COM是位置无关的。你不用知道COM组件放在哪里。

（2）COM是二进制标准，语言无关。你可以用多种编程语言开发COM组件，调用COM组件。

等等。太神奇了。简直象魔术一般。

我这个一头雾水的初学者，对神秘的COM充满了敬仰，却又无从下手。

后来，我只好停止学习这些概念，直接从MSDN入手。我运行所有的COM例子，阅读MSDN资料。不由得惊叹，COM的构思之巧妙，但这些巧妙之处，却鲜有人提及。而那些被传得沸沸扬扬的神话，有很多故弄玄虚的成分。

（1）COM是位置无关的。你不用知道COM组件放在哪里。

是的，你不用知道COM组件放在哪里。但是你需要知道一个COM组件的ID（一个保证独一无二的数字串），这个组件ID存放在windows注册表里，里面记载着这个COM组件的位置。当你调用这个组件的时候，你需要把COM组件ID作为参数，获取这个组件。Windows系统根据这个组件ID，查找注册表，找到组件的位置，启动或者返回对应的组件。

等一下，问题不是这么简单。COM组件需要从组件工厂创建，所以，你获得的组件ID是组件工厂的ID，你先创建一个组件工厂，然后，通过这个组件工厂，创建你所需要的组件。（注意，你通过“工厂接口”使用组件工厂。）

组件工厂根据什么来创建你需要的组件呢？通过接口ID。接口ID也是一个保证独一无二的数字串，这个接口ID对应一个接口的定义。你的头文件必须包含这个接口的定义。

你把接口ID传给组件工厂，组件工厂返回一个组件接口给你。你通过这个接口，调用组件的功能。这就是，“你的头文件必须包含这个接口的定义”的原因。

我们来看，我们不需要位置信息，那我们需要什么信息？组件ID，接口ID，接口定义，（当然，还有“工厂接口”的定义）。

这种复杂的调用是一个优点？还是一个缺点？显然是一个缺点，却被粉饰成一个神话般的优点。这种方法，是为了把部署信息，尽量集中到注册表里面。你只要把组件正确注册，客户程序就可以正确运行。单纯为了部署的目的，这种代价是否值得？

如果只是为了部署的目的，我觉得，这种代价不值得。我们看看Java和.Net工程里面各种配置文件的使用，就知道，有很多更灵活有效的部署方法。

COM的构思远远超过了部署的目的，下一章会讲到。

（2）COM是二进制标准，语言无关。你可以用多种编程语言开发COM组件，调用COM组件。

COM确实是二进制标准，核心是一个VTable（虚表），这个“虚表”的概念和C++类的虚函数表的概念一样。所以，用C++实现COM，非常自然。

前面提到，你如果想使用组件，你必须先知道这个组件的接口定义，你的头文件必须包含这个接口的定义。假如我们是用C++实现COM，工程里面会包括一个C++头文件，头文件里面包括了接口的定义。如果客户端也使用C++，只要把这个C++头文件拷贝给用户就行了，用户把头文件包括在C++工程里面，就可以使用这个接口了。

如果你不用C++呢？那也好办，我不是把提供C++头文件给你了吗？里面已经包含了接口的定义。你先研究一下，这个接口的虚表是怎么构成的，然后，你用你的语言，照样写一个头文件，只要遵守我的虚表结构就行了。

:-) 只是一个玩笑。

我还有个折衷的办法，您用过CORBA吗？CORBA使用IDL进行接口定义，您可以用工具把IDL翻译成各种语言，C++，Java，等等。我也用MIDL写一套接口定义，您也可以用工具把MIDL翻译成各种语言，C++，VB，Delphi等等。什么？您没有这种工具？那么您写一个这样的工具就行了，也不是很难，只不过是生成一个虚表结构。

好了，我们有MIDL作为公用的交流语言，现在问题都解决了。您还有什么问题吗？哦，您需要头文件。您用什么语言？C++？好，我把C++头文件发给您。还有那位朋友，您使用什么语言？您用其它的语言，好，我把MIDL头文件发给您。您找到一个转换工具，把MIDL转换成您的语言就行了。

哎呀，这么多人来索要头文件，太麻烦了。我还有个方法。我把这些接口定义信息，和组件一起放在注册表里吧。我不是给了你组件ID吗？你到注册表里查到这个组件，里面会有一个叫做“类型库”的东西。好了，现在您可以从“类型库”导出您的头文件了。什么，您问我怎么用“类型库”？对不起，我忘了告诉您，您得通过ITypeInfo接口使用它。

您嫌麻烦？一点都不麻烦，您看，VC，VB，Delphi都提供了自动导出组件接口定义的向导。这些事情都不用您亲自动手。

现在，我们有了一套完整的解决方案。COM是二进制标准，语言无关。

您还有问题，VB不支持指针，怎么调用虚表VTable？您为什么要用VB调用COM呢？好吧，我再多做一步工作，让我的COM组件支持IDispathch接口，IDispathch接口叫做自动化接口。IDispathch接口会查表，你把函数名交给IDispathch接口，IDispathch接口会自动把请求派发，进行处理。C++的用户也不用着急，我还保留以前的虚表VTable。现在，我给我的组件接口命名为“双接口”dual interface.

终于松了一口气，现在，我们有了一套完整的解决方案。COM是二进制标准，语言无关。

2. “群件”—— powered by queryInterface

“群件”是Lotus莲花公司的概念，我这里借用一下，表达我对COM组件的赞叹。

COM组件的核心思想就是“二进制接口”——VTable。

我们来看IUnknow接口的三个方法。

addRef和release两个方法，管理组件引用计数，我对这两个方法，持保留态度（negative opinion :-）。

第三个方法，queryInterface，才是整个COM组件思想的精华体现。

通过queryInterface，你可以获取另一个接口，另一种组件服务。

为什么我把COM组件称为“群件”，原因就在于此。每个COM组件都支持一组接口，一“群”接口，一组功能服务，而不是单一的功能。

可能会有人说，这也太绝对了吧，有的时候，人们只需要一个简单功能的组件。我要说，最简单的COM组件，也要实现两个接口——其中一个是IUnkonw，另一个是自己定义的接口。(我这里有些抬杠了。:-)

queryInterface如此出色。我在EJB和CORBA中，都看不到类似的东西。也许有类似的情况，比如，组件的一个方法返回另一个组件。但远远做不到COM组件这种自然的程度。COM组件天生就支持一“群”接口。

下面我们来分析queryInterface的工作原理。

为了说明白这个问题，我先引入一些java和Design Pattern的概念。

Java对象能够实现多个接口。外部程序在使用Java对象的时候，有时候，就要判断Java对象是否支持某一个接口。比如，当外部程序要比较两个Java对象的大小的时候，就需要判断这些Java对象是否支持Comparable接口。诸如这样的语句if(obj instanceof Comparable)。我们来看，这个语句多么象queryInterface。queryInterface也是用来查询组件是否支持某个接口的。

我们在进行类设计的时候，不希望只提供一个很“宽”的接口，包含所有操作。总是试图为不同的调用者分配不同的“角色”，即，提供一组比较“窄”的接口。为不同要求，不同权限的调用者，返回不同的接口。在Design Pattern中，这称为Adapter Pattern。

COM组件正是基于Adapter Pattern创建的。首先，你获得IUnknow接口，你需要某个服务的时候，才从IUnknow接口出发，去查找特定的接口。

通过上面的分析，我们可以看到，Java对象和COM组件很相像。但两者的实现机制却大不相同，Java对象根据Java语言的特性实现，所有的接口实现都包含同一个类中。又有人要说了，Java对象也可以包含一些其它对象，把一些操作交给这些对象。我这里说的是，这同一个类必须显示地声明，实现所有的接口。比如

class MyObject implements Comparable, Serializable, Interface1, …, interface n.

只有这样，obj instanceof Comparable，obj instanceof Interface1这样的语句才能返回真。

COM组件没有这样的限制。COM组件只返回二进制的VTable。COM组件本身可以不实现这些VTable，可以返回其它组件的VTable。不同的接口，可以在同一个组件中实现，也可以在不同的组件中实现。这也就是COM重用的“聚合”和“包含”等概念。

而且，COM组件的生存状态也很灵活，可以存在于客户程序的进程空间，称为进程内组件，也可以存在于独立于客户程序的进程空间，称为进程间组件。

当一个COM组件（我们称这个组件为A）的queryInterface方法返回其它组件（我们称这个组件为B）时，我们来看，现在，A组件的地位很像B组件的组件工厂，通过A组件创建B组件。我们现在可以明白，为什么不直接创建组件，而要采用一种不直观的方法，通过另一个组件——工厂组件来创建组件。这样，组件创建的概念就统一起来了——组件通过工厂组件创建。

我不知道，这是一种巧合，还是一种设计上的深思熟虑。不管怎样，COM组件的设计构思给了我深深的震撼，真是巧夺天工。

注意，由于queryInterface的自反性要求，实际上的处理要复杂一些。queryInterface的自反性：组件A的queryInterface返回组件B的接口，那么，调用这个组件B的queryInterface，也能够查到组件A的接口。还有甚者，如果组件B的queryInterface返回组件C的接口，组件C的queryInterface，也能够查到组件A的接口。

想到queryInterface的种种好处，这些复杂程度，还是可以忍受的。:-)

这还不是COM的全部，只是COM的基础原理。更精彩的是建立在COM基础的一系列技术，Structured Storage，OLE Document，Automation，ActiveX等等。每一种技术都非常出色，构思之巧妙，令人赞叹不已。COM标准给我们带来的这么多麻烦，似乎都可以忍受了。

强烈建议使用这些建立在COM基础上的技术，至少尝试体会其中的思想，会有很多启发。从头开始，定义开发自己的基础COM组件？:-) 我不知道。限于眼界，我还从来没有看到过任何出色的基础COM组件，至少没有IStorage，IDispatch等微软自己定义的接口出色。

微软很多杰出的应用程序都是COM组件。Office系列，Word, Excel, PowerPoint, IE等等。其他的应用程序厂家，以前提供自己的插件标准，现在提供自己的COM组件。