Обобщения

В предыдущем примере интерфейс IApeClass рассматривался как интерфейс уровня класса, специфический для классов, которые объявляют интерфейс IАре из своих экземпляров. Этот интерфейс позволяет клиентам создавать новые объекты или находить существующие, но в любом случае результирующие объекты должны реализовывать интерфейс IАре . Если бы новый класс хотел разрешить клиентам создавать или находить объекты, несовместимые с IApe , то объект этого класса должен был бы реализовывать другой интерфейс. Поскольку создание и поиск объектов являются общими требованиями, которые большинство классов хотели бы поддерживать, СОМ определяет стандартные интерфейсы для моделирования поиска и создания объектов унифицированным образом (generically). Один стандартный интерфейс для поиска объектов назван IOleItemContainer:

// from oleidl.idl из oleidl.idl

[ object, uuid(0000011c-0000-0000-C000-000000000046) ]

interface IOleItemContainer : IOleContainer {

// ask for object named by pszItem

// запрашиваем объект, именованный

pszItem HRESULT Get0bject(

[in] LPOLESTR pszItem,

// which object? какой объект?

[in] DWORD dwSpeedNeeded,

// deadline

[in, unique] IBindCtx *pbc,

// binding info информация о связывании

[in] REFIID riid,

// which interface? какой интерфейс?

[out, iidis(riid)] void **ppv);

// put it here! разместим его здесь!

// remaining methods deleted for clarity

// остальные методы удалены для ясности

}

Отметим, что метод GetObject позволяет клиенту задавать тип результирующего интерфейсного указателя. Действительный класс результирующего объекта зависит от контекста и конкретной реализации IOleItemContainer . Следующий пример запрашивает объект класса Gorilla найти объект под именем «Ursus»:

HRESULT FindUrsus(IApe * &rpApe)

{

// bind a reference to the class object

// связываем ссылку с объектом класса

rpApe = 0;

IOleItemContainer *poic = 0;

HRESULT hr = CoGetClassObject(CLSIDGorilla, CLSCTXALL, 0, IIDIOleItemContainer, (void**)&poic);

if (SUCCEEDED(hr))

{

// ask Gorilla class object for Ursus

// запрашиваем объект класса Gorilla на поиск

Ursus hr = poic->GetObject(OLESTR(«Ursus»), BINDSPEEDINDEFINITE, 0, IIDIApe, (void**)&rpApe);

poic->Release();

}

return hr;

}

Хотя такое использование вполне допустимо, интерфейс IOleItemContainer был предназначен для работы в тандеме с моникером элемента (Item Moniker), который будет рассматриваться позже в данной главе.

В СОМ определен еще один стандартный интерфейс для создания объектов. Он называется IClassFactory:

// from unknwn.idl из unknwn.idl

[ object, uuid(00000001-0000-0000-C000-000000000046) ]

interface IClassFactory : IUnknown

{

HRESULT CreateInstance( [in] IUnknown *pUnkOuter, [in] REFIID riid, [out, iidis(riid)] void **ppv) ;

HRESULT LockServer([in] BOOL bLock);

}

Хотя экземпляры класса могли бы экспортировать интерфейс IClassFactory, данный интерфейс обычно экспортируется только объектами класса. Объекты класса не обязаны реализовывать IClassFactory, но, для единообразия, они часто делают это. В момент написания этой книги классы, которые будут встраиваться в среду Microsoft Transaction Server (MTS), должны реализовывать IClassFactory (фактически никакие другие интерфейсы объектов класса не будут распознаваться в MTS).

Интерфейс IClassFactory имеет два метода: LockServer и CreateInstance. Метод LockServer вызывается внутри СОМ во время запроса на внепроцессную активацию и подробно обсуждается в главе 6. Метод CreateInstance используется для запроса на создание объектом класса нового экземпляра класса. Как было в случае IApeClass::CreateApe, тип объекта, который будет подвергаться обработке, определяется объектом класса, которому клиент посылает запрос CreateInstance. Первый параметр CreateInstance используется в агрегировании СОМ и обсуждается в главе 4. Пока же, в рамках третьей главы, для простоты изложения положим этот параметр равным нулю. Второй и третий параметры CreateInstance позволяют методу возвращать клиенту динамически типизируемый указатель интерфейса.

Предполагая, что объект класса экспортирует интерфейс IClassFactory вместо IApeClass, клиенты должны использовать метод IClassFactory::CreateInstance для создания новых экземпляров:

HRESULT CreateAGorillaAndEatBanana()

{

IClassFactory *pcf = 0;

// find the class object находим объект класса

HRESULT hr = CoGetClassObject(CLSIDGorilla, CLSCTXALL, 0, IIDIClassFactory, (void **)&pcf);

if (SUCCEEDED(hr))

{

IApe *pApe = 0;

// use the class object to create a gorilla

// используем объект класса для создания gorilla

hr = pcf->CreateInstance(0, IIDIApe, (void**)&pApe);

// we're done with the class object, so release it

// мы закончили с объектом класса, поэтому освобождаем его

pcf->Release();

if (SUCCEEDED(hr))

{

// tell the new gorilla to eat a banana

// приказываем новой горилле есть банан

hr = pApe->EatBanana();

pApe->Release();

}

}

return hr;

}

Этот код является семантически идентичным варианту с функцией, которая использовала интерфейс IApeClass вместо интерфейса IClassFactory.

Для того чтобы предыдущий пример работал корректно, объекту класса Gorilla следует реализовать

IClassFactory : class GorillaClass : public IClassFactory

{

public:

IMPLEMENTUNKNOWNNODELETE(GorillaClass)

BEGININTERFACETABLE(GorillaClass)

IMPLEMENTSINTERFACE(IClassFactory)

ENDINTERFACETABLE()

STDMETHODIMP CreateInstance(IUnknown *pUnkOuter, REFIID riid, void **ppv)

{

*ppv = 0;

if (pUnkOuter != 0)

// we don't support aggregation yet

// мы еще не поддерживаем агрегирование

return CLASSENOAGGREGATION;

// create a new instance of our C++ class Gorilla

// создаем новый экземпляр нашего С++-класса Gorilla

Gorilla *p = new Gorilla;

if (p == 0) return EOUTOFMEMORY:

// increment reference count by one

// увеличиваем счетчик ссылок на единицу

p->AddRef();

// store the resultant interface pointer into *ppv

// записываем результирующий указатель интерфейса в *ppv

HRESULT hr = p->QueryInterface(riid, ppv);

// decrement reference count by one, which will delete the

// object if QI fails

// уменьшаем на единицу счетчик ссылок,

// что уничтожит объект при отказе QI

p->Release();

// return result of Gorilla::QueryInterface

// возвращаем результат работы Gorilla::QueryInterface

return hr;

} 

STDMETHODIMP LockServer(BOOL bLock);

};

Реализация LockServer будет обсуждаться в этой главе позже. Отметим, что реализация CreateInstance, в первую очередь, создает новый объект C++ на базе класса Gorilla и запрашивает объект, поддерживает ли он нужный интерфейс. Если объект поддерживает требуемый интерфейс, то вызов QueryInterface инициирует вызов AddRef, и клиент в конечном счете выполнит соответствующий вызов Release. Если же произойдет отказ QueryInterface, то потребуется некоторый механизм для уничтожения созданного нового объекта. Предыдущий пример использует стандартную технологию «заключения в скобки» (bracketing) вызова QueryInterface между парой AddRef/Release. Если произошел сбой вызова QueryInterface, то вызов Release сбросит счетчик ссылок на нуль, запуская тем самым удаление объекта. Если же вызов QueryInterface прошел успешно, то вызов Release установит счетчик ссылок на единицу. Остающаяся ссылка принадлежит клиенту, который и выполнит последний вызов Release, когда объект более не нужен.

Оптимизации

Одно из преимуществ использования стандартного интерфейса для создания экземпляров (instantiation ) состоит в том, что СОМ может обеспечить более эффективную технологию реализации. Рассмотрим следующий код, который создает новый экземпляр класса Chimp:

HRESULT CreateChimp(/* [out] */ IApe * &rpApe)

{

extern const CLSID CLSID_Chimp;

rpApe = 0;

IClassFactory *pcf = 0;

HRESULT hr = CoGetClassObject(CLSID_Chimp, CLSCTX_ALL, 0, IID_IClassFactory, (void**)&pcf);

if (SUCCEEDED(hr))

{

hr = pcf->CreateInstance(0, IID_IApe, (void**)&rpApe);

pcf->Release();

}

return hr;

}

Этот код выполняет одну операцию: создание объекта Chimp. Заметим, что для выполнения одной операции понадобилось три вызова подопераций (suboperations) – CoGetClassObject, CreateInstance, Release. Если сервер загружен как внутрипроцессный, то эти три подоперации не обойдутся слишком дорого. Если, однако, сервер является внепроцессным или внехостовым, то каждая из этих подопераций потребует вызова между процессами клиента и сервера. Хотя СОМ использует очень эффективную передачу IPC/RPC (Interprocess Communication/Remote Procedure Call), каждая из этих подопераций потребует немалых исполнительных затрат. В идеале было бы лучше потребовать, чтобы СОМ перешел на серверный процесс один раз и, находясь там, использовал объект класса для вызова CreateInstance от имени клиента. Если объект класса используется только для реализации IClassFactory, то этот способ будет более эффективным, чем трехшаговый способ, показанный ранее. В СОМ имеется API-функция: CoCreateInstanceEx, относящаяся по своему назначению к той же категории, что CoGetClassObject и IClassFactory::CreateInstance – обеспечивающая создание новых объектов за одно обращение между процессами.

CoCreateInstanceEx дает клиенту возможность задать CLSID для определения, какой объект следует реализовать. В случае успешного выполнения СоСгеаteInstanceEx возвращает один или более указателей интерфейса, которые ссылаются на новый экземпляр заданного класса. При использовании CoCreateInstanceEx клиент никогда не видит промежуточный объект класса, который используется для создания экземпляра объекта. Чтобы клиенты могли вызывать CoCreateInstanceEx, никаких дополнительных функций серверу реализовывать не нужно. С точки зрения сервера все, что необходимо, – это объявить свои объекты классов, как требуется для CoGetClassObject. Реализация CoCreateInstanceEx для нахождения соответствующего объекта класса будет использовать ту же технологию, что и CoGetClassObject. Основное различие заключается в том, что после нахождения объекта CoCreateInstanceEx выполняет дополнительный вызов IClassFactory::CreateInstance, за которым могут последовать один или более вызовов QueryInterface, и все это во время выполнения процесса объекта класса. Можно получить значительную экономию на этапе выполнения, если запрос на активацию закрепить за определенным процессом.

Подобно CoGetClassObject, CoCreateInstanceEx позволяет клиенту задавать желаемые параметры CLSCTX и COSERVERINFO. Кроме того, CoCreateInstanceEx дает клиенту возможность запрашивать более одного указателя интерфейса на вновь создаваемый объект. Это делается путем предоставления клиенту возможности передавать массив структур MULTI_QI, который будет использован для вызова QueryInterface, новому экземпляру во время выполнения серверного процесса:

typedef struct tagMULTI_QI {

// which interface is desired?

// какой интерфейс требуется?

const IID *piid;

// null on input, will contain the pointer on output

// на входе нуль, на выходе будет содержать указатель

[iid_is(piid)] IUnknown *pItf;

// will contain the HRESULT from QueryInterface on output

// на выходе будет содержать HRESULT от QueryInterface

HRESULT hr;

}

MULTI_QI;

Так как клиент может запрашивать более чем один указатель интерфейса на новый объект, он более не нуждается в явном вызове QueryInterface, если ему требуется более чем один тип указателей интерфейса. Поскольку эти вызовы QueryInterface будут сделаны СОМ от имени клиента по время выполнения внутри процесса объекта класса, более не потребуется никаких обменов данными между клиентом и объектом. Отметим, что каждый из указателей интерфейса, возвращенных CoCreateInstanceEx , будет указывать на один и тот же объект. СОМ не поддерживает внутреннего режима создания нескольких экземпляров за одно обращение.

После постижения структуры MULTI_QI понять определение CoCreateInstanceEx уже нетрудно:

HRESULT CoCreateInstanceEx( [in] REFCLSID rclsid,

// what kind of object? – какого сорта объект?

[in] IUnknown *pUnkOuter,

// for aggregation – для агрегирования

[in] DWORD dwClsCtx,

// locality? – размещение?

[in] COSERVERINFO *pcsi,

// host/security info – информация о хосте/безопасности

[in] ULONG cmqi,

// how many interfaces? – сколько интерфейсов?

[out, size_is (cmqi)] MULTI_QI *prgmq

// where to put itfs – куда разместить интерфейсы );

Если все запрошенные интерфейсы доступны в новом объекте, то CoCreateInstanceEx возвращает S_OK. Если хотя бы один (но не все) из запрошенных интерфейсов недоступен, то CoCreateInstanceEx возвратит CO_S_NOTALLINTERFACES, индицируя частичный успех. Затем вызывающий объект должен исследовать индивидуальные HRESULT в каждой структуре MULTI_QI, чтобы определить, какие интерфейсы были доступны, а какие – нет. Если CoCreateInstanceEx не может создать объект или ни один из запрошенных интерфейсов не доступен, то CoCreateInstanceEx возвращает HRESULT с кодом серьезности ошибки SEVERITY_ERROR, который сообщит, почему произошел отказ в операции.

CoCreateInstanceEx чрезвычайно эффективен в случае, когда требуются интерфейсы нескольких типов. Рассмотрим дополнительное определение интерфейса:

[object,uuid(753A8F7C-A7FF-11d0-8C30-0080C73925BA)]

interface IEgghead : IUnknown

{

import «unknwn.idl»;

HRESULT ContemplateNavel(void);

}

Имея такое определение интерфейса, клиент может привязать оба типа указателей к новому шимпанзе за одно обращение:

void CreateChimpEatBananaAndThinkAboutIt(void)

{

// declare and initialize an array of MULTI_QI's

// объявляем и инициализируем массив MULTI_QI

MULTI_QI rgmqi[2] = { { &IID_IApe, 0, 0 }, { &IID_IEgghead, 0, 0 } };

HRESULT hr = CoCreateInstanceEx( CLSID_Chimp,

// make a new chimp – создаем нового шимпанзе

0,

// no aggregation – без агрегирования

CLSCTX_ALL,

// any locality – размещение любое

0,

// no explicit host/security info

// нет явной информации о хосте и безопасности

2,

// asking for two interfaces – запрашиваем 2 интерфейса

rgmqi);

// array of MULTI_QI structs – массив структур

MULTI_QI

if (SUCCEEDED(hr)) {

// hr may be CO_S_NOTALLINTERFACES, so check each result

// hresult может быть равен CO_S_NOTALLINTERFACES,

// поэтому проверяем каждый результат

if (hr == S_OK || SUCCEEDED(rgmqi[0].hr)) {

// it is safe to blindly cast the resultant ptr to the type

// that corresponds to the IID used to request the interface

// безопасно вслепую преобразовать результирующий

// указатель к типу, соответствующему тому IID,

// который использовался при запросе интерфейса

IАре *рАре = reinterpret_cast(rgmqi[0].pItf);

assert(pApe);

HRESULT hr2 = pApe->EatBanana();

assert(SUCCEEDED(hr2));

pApe->Release();

}

if(hr == S_OK || SUCCEEDED(rgmqi[1].hr)) {

IEgghead *peh = reinterpret_cast(rgmqi[1].pItf);

assert(peh);

HRESULT hr2 = peh->ContemplateNavel();

assert(SUCCEEDED(hr2));

peh->Release();

}

} }

Рисунок 3.3 показывает шаги, которые предпринимаются CoCreateInstanceEx для создания нового объекта. Важно отметить, что оба результирующих указателя будут указывать на один и тот же объект. Если нужны два различных объекта, то требуются и два отдельных вызова CoCreateInstanceEx.

Использование СоСrеateInstanceЕх достаточно просто, если нужен только один интерфейс:

HRESULT CreateChimpAndEatBanana(void)

{

// declare and Initialize a MULTI_QI

// определяем и инициализируем MULTI_QI

MULTI_QI mqi = { &IID_IApe, 0, 0 };

HRESULT hr = CoCreateInstanceEx( CLSID_Chimp,

// make a new chimp – создаем нового шимпанзе

0,

// по aggregation – без агрегирования CLSCTX_ALL,

// any locality – любое расположение

0,

// no explicit host/security Info

// нет явной информации о хосте/безопасности

1,

// asking for one interface – запрашиваем один интерфейс

&mqi);

// array of MULTI_QI structs – массив структур

MULTI_QI

if (SUCCEEDED(hr))

{

IApe *pApe = reinterpret_cast(mqi.pItf);

assert(pApe);

// use the new object – используем новый объект

hr = pApe->EatBanana();

// release the Interface pointer

// освобождаем указатель интерфейса

pApe->Release();

}

return hr;

}

Если нужен только один интерфейс и не передается COSERVERINFO, то СОМ предусматривает несколько более удобную версию CoCreateInstanceEx, именуемую CoCreateInstance[1]:

HRESULT CoCreateInstance( [in] REFCLSID rclsid,

// what kind of object? – какой тип объекта?

[in] IUnknown *pUnkOuter,

// for aggregation – для агрегирования

[in] DWORD dwClsCtx,

// locality? – размещение?

[in] REFIID riid,

// what kind of interface – какой вид интерфейса

[out, iid_is(riid)] void **ppv);

// where to put itf – куда разместить интерфейс

Предыдущий пример становится намного проще, если применить CoCreateInstance

HRESULT CreateChimpAndEatBanana(void)

{

IАре *рАре = 0;

HRESULT hr = CoCreateInstance( CLSID_Chimp,

// make a new chimp – создаем нового шимпанзе

0,

// по aggregation – без агрегирования

CLSCTX_ALL,

// any locality – любое расположение

IID_IApe,

// what kind of itf – какой вид интерфейса

(void**)&pApe);

// where to put iff – куда поместить интерфейс

if (SUCCEEDED(hr)) {

assert(pApe);

// use the new object используем новый объект

hr = pApe->EatBanana();

// release the interface pointer

// освобождаем указатель интерфейса

pApe->Release();

}

return hr;

}

Оба предыдущих примера функционально эквивалентны. В сущности, реализация CoCreateInstance просто осуществляет внутренний вызов CoCreateInstanceEx:

// pseudo-code for implementation of CoCreateInstance API

// псевдокод для реализации API-функции

CoCreateInstance HRESULT

CoCreateInstance(REFCLSID rclsid, IUnknown *pUnkOuter, DWORD dwCtsCtx, REFIID riid, void **ppv)

{

MULTI_QI rgmqi[] = { &riid, 0, 0 };

HRESULT hr = CoCreateInstanceEx(rclsid, pUnkOuter, dwClsCtx, 0, 1, rgmqi);

*ppv = rgmqi[0].pItf;

return hr;

}

Хотя возможно выполнить запрос на удаленную активацию с использованием CoCreateInstance, отсутствие параметра COSERVERINFO не позволяет вызывающему объекту задать явное имя хоста. Вместо этого вызов CoCreateInstance и задание только флага CLSCTX_REMOTE_SERVER предписывает SCM использовать конфигурационную информацию каждого CLSID для выбора хост-машины, которая будет использоваться для активации объекта.

Рисунок 3.4 показывает, как параметры CoCreateInstanceEx преобразуются в параметры CoGetClassObject и IClassFactory::CreateInstance. Вопреки распространенному заблуждению, CoCreateInstanceEx не осуществляет внутренний вызов CoGetClassObject. Хотя между двумя этими методиками нет логических различий, реализация CoCreateInstanceEx будет более эффективной при создании одного экземпляра, так как в этом случае не будет лишних вызовов клиент-сервер, которые могли бы понадобиться, если бы была использована CoGetClassObject. Если, однако, будет создаваться большое число экземпляров, то клиент может кэшировать указатель объекта класса и просто вызвать IClassFactory::CreateInstance несколько раз. Поскольку IClassFactory::CreateInstance является всего лишь вызовом метода и не идет через SCM, он отчасти быстрее, чем вызов CoCreateInstanceEx. Порог, за которым становится более эффективным кэшировать объект класса и обходить CoCreateInstanceEx, будет изменяться в зависимости от эффективности IPC и RPC на используемых хост-машинах и сети.

Снова интерфейс и реализация

В предыдущих примерах активации со стороны клиента осуществлялись явные вызовы API-функций СОМ для активации. Часто может понадобиться много шагов для корректной связи с требуемым объектом (например, создать один тип объекта, затем запросить его для ссылки на другой объект, основанный на некоторой информации в запросе). Чтобы избавить клиентов от заботы об алгоритмах по поиску объектов или их созданию, СОМ поддерживает стандартный механизм назначения произвольных имен объектам, на которые они ссылаются. Этот механизм основан на использовании локаторных объектов (locator objects), которые инкапсулируют свой алгоритм связи, скрывая его за стандартным постоянным интерфейсом. Эти локаторы объектов формально называются моникерами и являются просто СОМ-объектами, экспортирующими интерфейс IMoniker. Интерфейс IMoniker является одним из наиболее сложных интерфейсов СОМ; тем не менее, он объявляет один метод, чрезвычайно важный для данной дискуссии, а именно BindToObject:

interface IMoniker : IPersistStream { HRESULT BindToObject([in] IBindCtx *pbc, [in, unique] IMoniker *pmkToLeft, [in] REFIID riid, [out, iid_is(riid)] void **ppv);

// remaining methods deleted for clarity

// остальные методы удалены для ясности

}

Напоминаем, что определения интерфейса являются абстрактными и достаточно неопределенными для того, чтобы допустить множество интерпретаций точной семантики каждого метода. Абстрактную семантику BindToObject можно сформулировать так: «запусти свой алгоритм поиска или создания объекта и возврати типизированный интерфейсный указатель на этот объект, когда он создан или найден». Когда клиент вызывает ВindToObject на моникер, у него нет точных представлений о том, как именно моникер превратит свою внутреннюю структуру в указатель на объект. Имея три различных моникера, можно использовать три совершенно различных алгоритма. Такая полиморфность поведения и делает идиому моникера столь действенной.