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潘爱民 http://www.icst.pku.edu.cn/CompCourse
COM：可连接对象 & 结构化存储 潘爱民
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内容 复习：COM基础 可连接对象 结构化存储
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复习：COM基础 COM客户 COM组件 COM库(SCM, RPCSS.EXE) COM库(OLE32.DLL) Apartment
进程B 机器A 机器B 安全通道 ORPC COM客户 COM组件 Apartment Apartment { IXxx *p; p->… } proxy 双接口 VB客户 COM库(SCM, RPCSS.EXE) COM库(OLE32.DLL) Registry
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聚合模型的关键
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可连接对象(connectable object)
内容： 可连接对象结构模型 实现可连接对象(源对象) 客户-源对象-接收器的协作过程 可连接对象的程序实现
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双向通信机制 ——客户与可连接对象的关系
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两个概念 入接口(incoming interface) 出接口(outgoing interface)
组件对象实现入接口，客户通过入接口调用对象提供的功能 客户和组件都需要知道接口的类型信息 出接口(outgoing interface) 客户端提供的COM对象实现出接口 组件端的对象通过出接口调用客户提供的功能 组件提供接口类型信息，客户实现该接口 类似于回调(callback)，但是要复杂和灵活得多
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出接口 类型信息由组件一方提供 客户提供出接口的实现，实现出接口的COM对象被称为接收器对象(sink) 也是一个COM接口，有IID
sink没有CLSID，也不需要类厂 也是一个COM接口，有IID 每个成员函数代表了： 事件event 通知notification 请求request
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源对象 or 可连接对象 Connectable object，source 普通的COM对象，支持一个或者多个出接口 提供出接口的类型信息
通过IProvideClassInfo[2]接口 通过typelib
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客户与可连接对象之间的两种结构
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可连接对象的基本结构
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可连接对象 如何管理多个出接口 对于每个出接口，如何管理多个客户连接 每个出接口对应一个连接点对象 通过连接点枚举器管理
通过连接枚举器管理多个连接
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实现可连接对象(源对象)(一) 枚举器 内部对象，不需要类厂和CLSID 其含义就如同指针——智能指针 枚举器接口模板
class IEnum<ELT_T> : public IUnknown { virtual HRESULT Next( ULONG celt, ELT_T *rgelt, ULONG *pceltFetched ) = 0; virtual HRESULT Skip( ULONG celt ) = 0; virtual HRESULT Reset( void ) = 0; virtual HRESULT Clone( IEnum<ELT_T>**ppenum ) = 0; };
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枚举器的用法 class IStringManager : public IUnknown {
virtual IEnumString* EnumStrings(void) = 0; }; void SomeFunc(IStringManager * pStringMan) { String psz; IEnumString * penum; penum=pStringMan->EnumStrings(); while (S_OK == penum->Next(1, &psz, NULL)) { … //Do something with the string in psz and free it } penum->Release(); return;
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实现可连接对象(源对象)(二) IEnumConnectionPoints接口 IConnectionPointContainer接口
class IConnectionPointContainer : public IUnknown { virtual HRESULT EnumConnectionPoints(IEnumConnectionPoints **) = 0; virtual HRESULT FindConnectionPoint(const IID *, IConnectionPoint **) = 0; }; IEnumConnectionPoints接口 class IEnumConnectionPoints : public IUnknown virtual HRESULT Next( ULONG cConnections, IConnectionPoint **rgpcn, ULONG *pcFetched) = 0; virtual HRESULT Skip( ULONG cConnections) = 0; virtual HRESULT Reset(void) = 0; virtual HRESULT Clone( IEnumConnectionPoints **ppEnum) = 0;
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实现可连接对象(源对象)(三) 连接点和IConnectionPoint接口 连接枚举器 —— 实现IEnumConnections接口
class IConnectionPoint : public IUnknown { virtual HRESULT GetConnectionInterface( IID *pIID) = 0; virtual HRESULT GetConnectionPointContainer( IConnectionPointContainer **ppCPC) = 0; virtual HRESULT Advise( IUnknown *pUnk, DWORD *pdwCookie) = 0; virtual HRESULT Unadvise( DWORD dwCookie) = 0; virtual HRESULT EnumConnections(IEnumConnections**ppEnum) = 0; }; 连接枚举器 —— 实现IEnumConnections接口 允许多个客户连接 每个连接用struct CONNECTDATA来描述
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回顾：可连接对象的基本结构
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客户与源对象建立连接过程 客户请求IConnectionPointContainer接口
客户调用IConnectionPointContainer::FindConnectionPoint找到连接点对象 客户调用IConnectionPoint::Advise建立与接收器的连接 最后，客户调用IConnectionPoint::Unadvise取消连接，并释放连接点对象
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客户方基本结构 客户方实现接收器对象(sink) 建立连接 支持多个与可连接对象之间的连接 一般只实现专用的出接口（IUnknown除外）
不需要类厂、CLSID 与客户代码紧密连接起来 建立连接 1 通过IConnectionPointContainer接口找到连接点对象 2 通过连接点对象建立连接 连接点相当于连接管理器
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接收器的实现 class CSomeEventSet : public ISomeEventSet { private:
ULONG m_cRef; // Reference count // other private data members public: DWORD m_dwCookie; // Connection key CSomeEventSet (); ~CSomeEventSet(void); //IUnknown members STDMETHODIMP QueryInterface(REFIID, PPVOID); STDMETHODIMP_(DWORD) AddRef(void); STDMETHODIMP_(DWORD) Release(void); STDMETHODIMP SomeEventFunction ( ... ); ...... };
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接收器的用法 ISomeEventSet *gpSomeEventSet; ....... // Initialize
CSomeEventSet *pSink = new CSomeEventSet; pSink->QueryInterface(IID_ISomeEventSet, pSomeEventSet ); // Reference count is 1 // connections the sink object to the connectable object we have hr=pConnectionPoint->Advise(pSomeEventSet , & pSomeEventSet->m_dwCookie); ....… // disconnections the sink object from the connectable object we have hr=pConnectionPoint->Unadvise( pSomeEventSet->m_dwCookie); // Uninitialize pSink->Release( ); // Reference count is 0
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事件的激发和处理 BOOL CSourceObject::FireSomeEvent(IConnctionPoint *pConnectionPoint) { IEnumConnections *pEnum; CONNECTDATA connectionData; if (FAILED(pConnectionPoint->EnumConnections(&pEnum))) return FALSE; while (pEnum->Next(1, & connectionData, NULL) == NOERROR) ISomeEventSet *pSomeEventSet; if (SUCCEEDED(connectionData.pUnk->QueryInterface( IID_ISomeEventSet, (PPVOID)& pSomeEventSet))) pSomeEventSet->SomeEventFunction(); // Trigger event or request pSomeEventSet->Release(); } pEnum->Release(); return TRUE;
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与出接口有关的类型信息 客户如何知道出接口？运行时刻？编译时刻？ 动态构造接收器对象？动态构造vtable？支持部分成员？ 类型信息的协商
通过IProvideClassInfo[2] 能否用标准的接口作为出接口？
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用IDispatch接口作为出接口(一)
class IDispatch : public IUnknown { public: virtual HRESULT GetTypeInfoCount( UINT *pctinfo) = 0; virtual HRESULT GetTypeInfo( UINT iTInfo, LCID lcid, ITypeInfo **ppTInfo) = 0; virtual HRESULT GetIDsOfNames(REFIID riid, LPOLESTR *rgszNames, UINT cNames, LCID lcid, DISPID *rgDispId) = 0; virtual HRESULT Invoke( DISPID dispIdMember, REFIID riid, LCID lcid, WORD wFlags, DISPPARAMS *pDispParams, VARIANT *pVarResult, EXCEPINFO *pExcepInfo, UINT *puArgErr) = 0; };
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用IDispatch接口作为出接口(二)
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IDispatch出接口的事件激发函数 void CMySourceObj::FireMyMethod (short nInt) {
COleDispatchDriver driver; POSITION pos = m_xMyEventSet.GetStartPosition(); LPDISPATCH pDispatch; while (pos != NULL) { pDispatch = (LPDISPATCH) m_xMyEventSet.GetNextConnection(pos); ASSERT(pDispatch != NULL); driver.AttachDispatch(pDispatch, FALSE); TRY driver.InvokeHelper(eventidMyMethod, DISPATCH_METHOD, VT_EMPTY, NULL, (BYTE *) (VTS_I2), nInt); END_TRY driver.DetachDispatch(); }
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用连接点机制实现回调的讨论 比传统的回调函数 Tightly coupled vs loosely coupled (COM+)
功能强大，灵活 可以跨进程、跨机器 Tightly coupled vs loosely coupled (COM+) 要求客户与组件同步 没有第三方的参与，所以双方必须保持共识
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MFC对连接和事件的支持
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用MFC实现源对象 创建工程——支持COM 定义出接口——编辑.odl文件 利用MFC宏加入连接点声明以及连接点对象的定义
在对象构造函数中调用EnableConnections(); 在接口映射表中加入接口IConnectionPointContainer的表项，再加入连接映射表 定义连接点类的虚函数(至少为GetIID) 加入事件激发函数
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用MFC在客户程序中实现接收器 初始化 —— AfxOleInit 定义出接口成员类 实现出接口成员类 创建源对象 建立连接和取消连接
完成可触发事件的动作
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用MFC实现的例子
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ATL实现可连接对象 在IDL中 增加IConnectionPointContainer接口 定义一个用作出接口的automation接口
在coclass中加入出接口，含source属性 增加IConnectionPointContainer接口 在基类列表中增加 IConnectionPointConntainerImpl<CMyClass> 在COM MAP中加入 COM_INTERFACE_ENTRY(IConnectionPointConntainer)
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模板类IConnectionPointImpl
CMyClass继承IConnectionPointImpl一次或多次 IConnectionPointImpl实现了独立的引用计数 用法：在基类列表中增加 IConnectionPointImpl<CMyClass, &DIID__IEventSet> 加入connection point map，如下 BEGIN_CONNECTION_POINT_MAP(CMyClass) CONNECTION_POINT_ENTRY(DIID__IEventSet) END_CONNECTION_POINT_MAP()
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激发事件辅助函数 手工激发事件 利用VC IDE提供的源码产生工具
IConnectionPointImpl包含一个m_vec成员，内含所有已经建立的接收器连接 遍历m_vec数组，逐一调用Invoke函数 利用VC IDE提供的源码产生工具 ATL连接点代理生成器，启动对话框Implement Connection Point 产生名为CProxy_<SinkInterfaceName>的模板类 例如CProxy_IEventSet，它从IConnectionPointImpl派生 对于每一个事件或者请求，都有一个对应的Fire_Xxx成员函数 用模板类代替IConnectionPointImpl基类
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Implement Connection Point对话框
ClassView中，在对象类上右键点击选择此项功能
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ATL实现连接点：最后的工作 在需要激发事件的地方 增加对IProvideClassInfo2接口的支持
调用CProxy_<Xxxx>提供的辅助函数 增加对IProvideClassInfo2接口的支持 需要typelib的支持 加入基类IProvideClassInfo2Impl 在COM MAP中加入： COM_INTERFACE_ENTRY(IProvideClassInfo2) COM_INTERFACE_ENTRY(IProvideClassInfo)
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ATL实现接收器sink IDispEventSimpleImpl IDispEventImpl Event Sink Map
轻量，不需要typelib的支持 IDispEventImpl 需要typelib的支持 Event Sink Map BEGIN_SINK_MAP(CMyCLass) SINK_ENTRY_EX(...) // 适合用于non-UI object SINK_ENTRY(...) // 适合用于UI object END_SINK_MAP
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ATL：建立sink和source之间的连接
IDispEventSimpleImpl成员 DispEventAdvise DispEventUnadvise AtlAdviseSinkMap 建立sink与source缺省源接口的连接
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VB中使用出接口 使用浏览器控件的事件函数使两个窗口同步
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结构化存储(structured storage)
内容： 结构化存储模型 复合文档 永久对象
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问题的由来 文件系统的诞生 进展到结构化存储 多个应用程序共享同一个存储设备 文件服务功能的抽象 多个组件共享同一个文件
组件软件存储功能的基本要求 OLE的需求 组件共享句柄方案，如何定位？避免冲突？
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文件系统结构
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结构化存储
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多个组件程序共享一个复合文件
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复合文件 文件内部的文件系统 只有两种对象：存储对象和流对象 实现了部分访问和增量访问的功能
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流对象 COM库提供实现，实现了IStream接口 class IStream : public IUnknown { public :
virtual HRESULT Read (void *pv, unsigned long cb, unsigned long *pcbRead) = 0; virtual HRESULT Write (void *pv, unsigned long cb, unsigned long *pcbWritten) = 0; virtual HRESULT Seek (LARGE_INTEGER dlibMove, unsigned long dwOrigin, ULARGE_INTEGER *plibNewPosition) = 0; virtual HRESULT SetSize (ULARGE_INTEGER libNewSize) = 0; virtual HRESULT CopyTo (LPSTREAM pStm, ULARGE_INTEGER cb, ULARGE_INTEGER *pcbRead, ULARGE_INTEGER *pcbWritten) = 0; virtual HRESULT Commit (unsigned long dwCommitFlags) = 0; virtual HRESULT Revert ()= 0; virtual HRESULT LockRegion (ULARGE_INTEGER libOffset, ULARGE_INTEGER cb, unsigned long dwLockType) = 0; virtual HRESULT UnlockRegion (ULARGE_INTEGER libOffset, ULARGE_INTEGER cb, virtual HRESULT Stat (STATSTG *pStatStg, unsigned long grfStatFlag) = 0; virtual HRESULT Clone(LPSTREAM * ppStm) = 0; };
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存储对象 COM库提供实现，实现了IStorage接口 class IStorage : public IUnknown {
virtual HRESULT CreateStream (const WCHAR * , unsigned long , LPSTREAM * ) = 0; virtual HRESULT OpenStream (const WCHAR * , unsigned long , LPSTREAM * ) = 0; virtual HRESULT CreateStorage (const WCHAR * , unsigned long ,LPSTORAGE * ) = 0; virtual HRESULT OpenStorage (const WCHAR* , LPSTORAGE *, unsigned long , SNB , unsigned long , LPSTORAGE * ) = 0; virtual HRESULT CopyTo(unsigned long , IID const *, SNB snbExclude, LPSTORAGE * pStgDest) = 0; virtual HRESULT MoveElementTo(const WCHAR * , LPSTORAGE *,char const * , unsigned long ) = 0; virtual HRESULT Commit (unsigned long ) = 0; virtual HRESULT Revert ()= 0; virtual HRESULT EnumElements (unsigned long , void *,unsigned long , LPENUMSTATSTG * ) = 0; virtual HRESULT DestroyElement (const WCHAR * pwcsName) = 0; virtual HRESULT RenameElement (const WCHAR * pwcsOldName, const WCHAR * pwcsNewName) = 0; virtual HRESULT SetElementTimes(const WCHAR *,FILETIME const *,FILETIME const*, FILETIME const *) = 0; virtual HRESULT SetClass (REFCLSID rclsid) = 0; virtual HRESULT SetStateBits (unsigned long grfStateBits, unsigned long grfMask) = 0; virtual HRESULT Stat (STATSTG *pStatStg, unsigned long grfStatFlag) = 0; };
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客户如何获取存储对象和流对象 如何得到指向根存储对象的接口指针？
CreateStorage和OpenStorage成员函数得到一个子存储对象，是唯一的途径 CreateStream和OpenStream成员函数得到一个流对象，也是唯一的途径
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用结构化存储设计应用(一) 用普通文件组织的文档结构
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用结构化存储设计应用(二) 复合文件格式的文档结构
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结构化存储特性——访问模式 STGM_CREATE STGM_CONVERT STGM_FAILIFTHERE
STGM_DELETEONRELEASE STGM_DIRECT STGM_TRANSACTED STGM_PRIORITY STGM_READ STGM_WRITE STGM_READWRITE STGM_SHARE_DENY_READ STGM_SHARE_DENY_WRITE STGM_SHARE_EXCLUSIVE STGM_SHARE_DENY_NONE
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结构化存储特性——事务机制 数据一致性和完整性 操作：Commit、Revert 事务嵌套：以STGM_TRANSACTED标志为基础
事务机制需要消耗较多系统资源 Commit参数： STGC_DEFAULT STGC_OVERWRITE STGC_ONLYIFCURRENT STGC_DANGEROUSLYCOMMITMERELYTODISKCACHE
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结构化存储特性——命名规则 根存储对象的名字遵守文件系统的命名约定 长度不超过32个字符
首字符使用大于32的字符，小于32的字符作为首字符有特殊意义 不能使用字符“\”、“/”、“:”和“!” 名字“.”和“..”被保留 名字保留大小写，但比较操作大小写无关
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结构化存储特性——增量访问 减少保存和打开文件的时间 降低了应用程序对系统资源的要求 问题： 通过根存储逐层找到目标对象 空间回收
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复合文档 结构化存储的具体实现 底层机制：LockBytes对象 把存储介质描述成一般化的字节序列 复合文档API函数 零内存保存特性
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复合文档模型 root LockBytes Disk Memory 其他
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LockBytes对象 ILockBytes接口 class ILockBytes : public IUnknown { public :
virtual HRESULT ReadAt (ULARGE_INTEGER , VOID *pv, unsigned long , unsigned long *) = 0; virtual HRESULT WriteAt (ULARGE_INTEGER , VOID *pv, unsigned long , virtual HRESULT Flush ()= 0; virtual HRESULT SetSize (ULARGE_INTEGER cb) = 0; virtual HRESULT LockRegion (ULARGE_INTEGER , ULARGE_INTEGER , unsigned long ) = 0; virtual HRESULT UnlockRegion (ULARGE_INTEGER , ULARGE_INTEGER , virtual HRESULT Stat (STATSTG *, unsigned long ) = 0; };
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复合文档API函数 创建复合文档的API函数 打开复合文档的API函数 与内存句柄有关的一组操作函数 其他
StgCreateDocfile、StgCreateDocfileOnILockBytes 打开复合文档的API函数 StgOpenStorage、StgOpenStorageOnILockBytes 与内存句柄有关的一组操作函数 CreateILockBytesOnHGlobal、GetHGlobalFromILockBytes CreateStreamOnHGlobal、GetHGlobalFromStream 其他
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零内存保存特性 意义：资源耗尽之后，保留修改信息 资源预留，对于所有的流对象和存储对象 “Save”操作，只要调用Commit函数即可
“Save As”操作，利用根存储对象上的IRootStorage接口，调用SwitchToFile成员函数，再调用Commit函数即可。
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与CLSID的联系 IStorage::SetClass函数把存储对象与CLSID联系起来
GetClassFile函数，从文件到CLSID： 复合文件，直接得到根存储的CLSID 非复合文件： (1) 文件扩展名-〉ProgID-〉CLSID (2) HKEY_CLASSES_ROOT\FileType键提供了匹配规则： HKEY_CLASSES_ROOT FileType {<clsid >} <type id> = <offset>,<cb>,<mask>,<value>
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复合文档与COM的关系 复合文档技术以COM为基础 应用程序在处理复合文档时 ->永久对象
把storage或stream直接交给COM组件来处理 COM组件接受storage或stream作为数据存储 多个组件协同处理同一个文件 ->永久对象
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永久对象 永久对象 永久接口： 永久接口的成员函数： 永久对象可以实现多个永久接口，但使用时要保持一致性
实现了IPersistXXX接口的COM对象 永久接口： class IPersist : public IUnknown class IPersistStream : public IPersist class IPersistStreamInit : public IPersist class IPersistFile : public IPersist class IPersistStorage : public Ipersist 永久接口的成员函数： GetClassID、IsDirty、Load和Save，…... 永久对象可以实现多个永久接口，但使用时要保持一致性
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永久对象用法 永久对象与结构化存储模型结合 永久对象例子 用MFC实现的COM对象 功能：永久状态为一段文本，使用永久接口对文本维护
实现了IPersistStream和一个自动化接口
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复合文档例子
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复合文档查看工具
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