COM组件设计与应用之GUID和接口

这个要求实在有点难度，Office 开发停滞了。说来话巧，一天老O(Office 项目的总工程师)和小B(VB 项目的总工程师)一起喝酒，老O向小B倾诉了他的烦恼：

　　老O：怎么能让我写的程序C，可以调用其它人写的程序S中的函数？(C表示客户程序，S表示提供服务的程序)

　　小B：你是不是喝糊涂了？让S作成 DLL，你去 LoadLibrary()、GetProcAddress()、...FreeLibrary()？！

　　老O：废话！要是这么简单就好了。问题是，连我都不知道这个S程序是干什么的？能干什么？我怎么调用呀？

　　小B：哦......这个比较高级，但我现在不能告诉你，因为我怕你印象不深。

　　老O：~！·#￥%……—*......

　　小B：是这样的，在VB中，我们制定了一个标准，这个标准允许任何一个VB开发者，把他自己写的某个功能的小程序放在VB的工具栏上，这样就好象他扩展了 VB 的功能一样。

　　老O：哦？就是那个叫什么 VBX 的滥玩意儿？

　　小B：我呸......别看 VBX 这个东西不起眼儿，的确我也没看上它。但你猜怎么着？现在有成千上万的 VB 程序爱好者把他们写的各式各样功能的 VBX 小程序，放到网上，让大家共享那。

　　老O：哦~~~，那你们的这个 VBX 标准是什么？

　　小B：嘿嘿......其实特简单，就是在 VBX 中必须实现7个函数，这7个函数名称和功能必须是：初始化、释放、显示、消息处理......，而至于它内部想干什么，我也管不着。我只是在需要的时候调用我需要的这7个函数。

　　老O：哦~~~，这样呀......对了，我现有个急事，我先走了。88，你付帐吧......

　　小B：喂！喂喂...... 走这么急干什么，钱包都掉了:-)

　　老O虽然丢了钱包，仍然兴奋地冲回办公室，他开始了思考......

　　1、我的程序C，要能调用任何人写的程序B。那么B必须要按照我事先的要求，提供我需要的函数F1(),F2(),F3(),K1(),K2()。

　　2、BASIC 是解释执行，因此它的函数不用考虑书写顺序，只要给出函数名，解释器就能找到。但我使用的是 C++呀......

　　3、C++编译后的代码中没有函数名，只有函数地址，因此我必须改进为用VTAB（虚函数表）表示函数入口：


图二、VTAB 的结构

　　4、还不够好，需要改进一下，因为所有的函数地址都放在一个表中会不灵活、不好修改、不易扩展。恩，有了！按照函数功能的类型进行分类：


图三、多个 VTAB 的结构

　　5、问题又来了，现在有2个 VTAB 虚函数表，那么怎么能够从一个表找到另一个表那？恩又有办法了，我要求你必须要实现一个函数，并且这个函数地址必须放在所有表的开头（表中的第一个函数指针），这个函数就叫 QueryInterface()吧，完成从一个表查找到另一个表的功能：（除了QueryInterface()函数,顺便也完成另外两个函数，叫 AddRef() 和 Release()。这两个函数的功能以后再说）


图四、COM 接口结构

　　6、为了以后描述方便，不再使用上图（图四）的方法了，而使用图五这样简洁的样式：


图五、COM 接口结构的简洁图示


　　六、接口（Interface）概念

　　1、函数是通过 VTAB 虚函数表提供其地址， 从另一个角度来看，不管用什么语言开发，编译器产生的代码都能生成这个表。这样就实现了组件的“二进制特性”轻松实现了组件的跨语言要求。

　　2、假设有一个指针型变量保存着 VTAB 的首地址，则这个变量就叫“接口指针”(注6)， 变量命名的时候，习惯上加上"I"开头。另外为了区分不同的接口，每个接口 也都要有一个名字，该名字就和 CLSID 一样，使用 GUID 方式，叫 IID。

　　3、接口一经发表，就不能再修改了。不然就会出现向前兼容的问题。这个性质叫“接口不变性”。

　　4、组件中必须有3个函数，QueryInterface、AddRef、Release，它们3个函数也组成一个接口，叫"IUnknown"。(注7)

　　5、任何接口，其实都包含了 IUnknown 接口。随着你接触到更多的接口就会了更体会解到接口的另一个性质“继承性”。

　　6、在任何接口上，调用表中的第一个函数,其实就是调用 QueryInterface()函数，就得到你想要的另外一个接口指针。这个性质叫“接口的传递性”

　　7、C/C++语言中需要事先对函数声明，那么就 会要求组件也必须提供C语言的头文件。不行！为了能使COM具有跨语言的能力，决定不再为任何语言提供对应的函数接口声明，而是独立地提供一个叫类型库（TLB）的声明。每个语言的IDE环境自己去根据TLB生成自己语言需要的包装。这个性质叫“接口声明的独立性”（注8）

　　七、客户程序与组件之间的协商调用

　　回到我们的上一个话题，Word中嵌入一个组件，那么Word是如何协商使用这个组件的那？下面是容器和组件之间的一个模拟对话过程：
　

	容器 协商部分	组件 应答部分
1	根据CLSID启动组件 。 CoCreateInstance()	生成对象，执行构造函数，执行初始化动作。
2	你有IUnknown接口吗？	有，给你！
3	恩，太好了，那么你有IPersistStorage接口吗？(注9) IUnknown::QueryInterface(IID_IPersistStorage...)	没有！
4	真差劲，连这个都没有。那你有IPersistStreamInit接口吗？(注10) IUnknown::QueryInterface(IID_IPersistStreamInit...)	哈，这个有，给！
5	好，好，这还差不多。你现在给我初始化吧。 IPersistStreamInit::InitNew()	OK，初始化完成了。
6	完成了？好！现在你读数据去吧。 IPersistStreamInit::Load()	读完啦。我根据数据，已经在窗口中显示出来了。
7	好，现在咱们各自处理用户的鼠标、键盘消息吧......	......
8	哎呀！用户要保存退出程序了。你的数据被用户修改了吗？ IPersistStreamInit::IsDirty()	改了，用户已经修改啦。
9	那好，那么用户修改后，你的数据需要多大的存储空间呀？ IPersistStreamInit::GetSizeMax()	恩，我算算呀......好了，总共需要500KB。
10	晕，你这么个小玩意居然占用这么大空间？！......好了，你可以存了。 IPersistStreamInit::Save()	谢谢，我已经存好了。
11	恩。拜拜了您那。(注11) IPersistStreamInit::Release()；IUnknown::Release()	执行析构函数，删除对象。
12	我自己也该退出了...... PostQuitMessage()

　　容器（或者说客户端）就是这样和组件进行对话，协商调用的。如果组件甲实现了 IA 接口，那么容器就会使用它，如果组件乙没有提供 IA 接口，但是它提供了 IB 接口，那么容器就会调用 IB 接口的函数......如此，容器程序根本就不需要知道组件到底是干什么的，组件到底是用什么语言开发的，组件的磁盘位置到底在哪里，它都可以正常运行。太奇妙了！太精彩了！怎一个“爽”字了得！

　　八、小结

　　第二回中，介绍了两个非常重要的概念：CLSID 和 Interface。由于全篇都是概念描述而没有示例程序相配合，可能读者的理解还不太深入、不彻底。别着急，我们马上就要进入到组件程序设计阶段了，到那个时候，你根据具体的程序代码，再回过头来再次阅读本回文章，没读懂？哦......再读！慢慢地您老人家就懂了。

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