COM-серверы

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, загрузкавыгрузка 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 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 2.5. 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. 2.6. 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. 2.7. 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 Описания пользовательских типов данных, связанных с пользовательскими интерфейсами Функции, которые экспортируются ActiveX-сервером, но которые не являются интерфейсными методами Информация об энумерованных типах данных символьных константах 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 Объекты, которые используют непосредственную привязку к vtable, должны быть описаны в библиотеке типов, т.к. ссылки в vtable формируются во время компиляции 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 Элементы управления ActiveX должны иметь библиотеку типов, которая содержится непосредственно в DLL или OCX файле, содержащем код ActiveX-сервера Приложения, которые являются Automation-серверами, должны иметь библиотеку типов, для более удобно связывания с клиентами 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 2.8. Диспетчерский интерфейс Диспетчерский интерфейс dispatch interface стандартная специальная реализация интерфейса IDispatch, которую предлагает COM. Данная реализация обеспечивает выполнение процедур позднего связывания late binding и маршаллинга.

Диспетчерский интерфейс хранит внутри себя таблицу диспетчерских идентификаторов dispID, каждый из которых является уникальным идентификатором члена интерфейса, и таблица, по сути, реализует отображение соответствующего dispID на имя каждого члена интерфейса.

Клиент, желающий получить доступ к ресурсу сервера к методу или к свойству, должен знать dispID для соответствующего ресурса.

Такую информацию можно получить через вызов метода интерфейса IDispatch, который называется GetIDsOfNames, и который является первой записью в vtable для интерфейса IDispatch.

Таким образом, клиент получает информацию типах данных, используемых сервером, и получает таблицу диспетчерских идентификаторов, с отображением имени каждого ресурса сервера на соответствующий dispID. Данная операция и со стороны клиента, и со стороны сервера, при использовании стандартной реализации интерфейса IDispatch реализуется автоматически. Эта процедура называется поздним связыванием, т.к. осуществляется на этапе выполнения программы, а не на этапе компиляции. Имея для каждого имени ресурса сервера соответствующий dispID, клиент может осуществить обращение к нему, используя метод интерфейса dispID, который именуется Invoke.

Метод Invoke имеет сигнатуру, допускающую вызов с любым количеством параметров, чем обеспечивается его универсальность. Реализация Invoke распаковывает параметры и осуществляет вызов соответствующего метода или свойства и осуществляет контроль над выдачей исключений при выполнении метода или свойства. Когда выполнение метода или обработка свойства заканчивается, возвращаемые значения метода или свойства отправляются обратно клиенту.

Если обращение клиента к серверу переходит через границы процесса или машины, то автоматически реализуются все действия по организации маршаллинга. Такая прозрачность является основным достоинством использования интерфейса диспетчеризации. Основным недостатком диспетчерского интерфейса является ограничение на типы данных, которые можно использовать при передаче параметров. Это следует из необходимости упаковки и распаковки параметров при осуществлении маршаллинга.

Допускается использовать 13 стандартных типов данных. На пользовательские типы данных устанавливаются достаточно строгие ограничения. Если требования задачи не укладываются в эти ограничения, разработчик имеет возможность реализовать маршаллиг, путем написания своего proxystub кода. Еще одним недостаток проявляется в том, что при компиляции программы не выполняется проверка соответствия типов вызываемых функций, т.к. связывание диспетчерских интерфейсов осуществляется на этапе выполнения программы, и таким образом, не контролируется вызов Invoke с неверным набором аргументов, что вызывает ошибку выполнения. 2.9. Привязка идентификаторов COM предлагает возможность привязки диспетчерских интерфейсов на этапе компиляции.

Если объект описан в библиотеке типов, то dispID может быть прочитан для каждого ресурса объекта, т.к. dispID является для каждого метода или свойства фиксирован, и является частью описания используемых типов данных объекта.

Такая процедура называется привязкой идентификаторов ID bindig. Метод GetIDsOfNames вызывается компилятором во время трансляции программы, таким образом, привязка идентификаторов является формой раннего связывания early binding. В результате, на этапе выполнения, при первом вызове сервера клиентом, не требуется вызов процедуры привязки интерфейсов, что ускоряет работу. Еще одним достоинством данного подхода является проверка соответствия типов в обращениях к ресурсам сервера.

Основным недостатком является отсутствие возможности проверки имени ресурса, если он вдруг изменился. В клиентском объекте все вызовы будут осуществляться через однажды связанные на этапе компиляции интерфейсные идентификаторы. 2.10. Пользовательские интерфейсы Vtable-интерфейсы vtable interfaces или пользовательские интерфейсы - определяются пользователем, и допускают вызывать методы интерфейса, пользуясь ссылками из vtable, при условии, если известен порядок записи ссылок на методы, число и тип передаваемых аргументов.

Первые три записи в vtable соответствуют трем методам интерфейса IUnkown, за которыми следуют ссылки на остальные поддерживаемые интерфейсы. Если объект не реализует диспетчерский интерфейс, то следом за IUnkown непосредственно следуют ссылки на методы пользовательских интерфейсов, то есть, становится возможно обращение к методам и свойствам объектов непосредственно через ссылки из vtable. В случае если сервер имеет библиотеку типов и реализует диспетчерский интерфейс, то клиент может получить информацию из библиотеки типов, без осуществления вызова функций через привязки. Достаточно получить идентификаторы dispID диспетчерского интерфейса, и осуществить привязку непосредственно к vtable.

Таким образом, можно осуществить более быстрый доступ к ресурсам объекта, осуществляя прямой вызов через ссылки в vtable, не используя диспетчерский интерфейс. Код непосредственной привязки к vtable может быть автоматически сгенерирован на этапе компиляции.

Разумеется, такой метод вызова функций гораздо быстрее, чем методы привязки идентификаторов т.к. вызов осуществляется через Invoke, что вызывает процедуры упаковкираспаковки параметров и позднего связывания т.к. осуществляется полный цикл работы с диспетчерским интерфейсом. 2.11. Двойные интерфейсы Несмотря на то, что COM предоставляет возможность обращения к ресурсам серверов используя vtable-интерфейсы, что повышает скорость взаимодействия клиента и сервера, некоторые клиенты могут быть разработаны таким образом, что обращаются к объектам только через интерфейс диспетчеризации. Это могут быть, например, интерпретируемые макроязыки, которые включают в себя средства для работы с COM-объектами, и в которых не реализованы возможности для привязки к vtable.

Таким образом, COM предлагает то, что называется двойственным, или двойным интерфейсом dual interface. Двойные интерфейсы предлагают два пути для доступа к ресурсам сервера через диспетчерский интерфейс и через vtable-интерфейс.

Двойной интерфейс определяется как наследник IDispatch. Преимущества использования двойных интерфейсов Двойные интерфейсы предлагают возможность получения указателей на ресурсы сервера по их именам при компиляции объекта, таким образом, позволяя создавать клиентов, с привязкой к vtable на этапе компиляции Двойные интерфейсы позволяют клиентам осуществить прямой доступ к ресурсам сервера через vtable-интерфейсы, что увеличивает скорость взаимодействия объектов Двойные интерфейсы имею преимущества проверки соответствия типов на этапе компиляции преимущества раннего связывания Клиенты, не работающие напрямую с vtable-интерфейсами имеют возможность взаимодействовать с объектами через диспетчерские интерфейсы Двойные интерфейсы предоставляют возможность маршаллинга для обоих своих частей для диспетчерского интерфейса и vtable-интерфейса.

При обращении к серверу, находящемуся в другом адресном пространстве осуществляется автомаршаллинг при обращении через любую часть интерфейса.

Существует набор ограничений по использованию двойных интерфейсов. Они в основном связаны с типами данных, т.к. двойной интерфейс является наследником интерфейса IDispatch. Однако, существует путь для частичного избежания таких ограничений, определяя не двойной интерфейс, а два отдельных, один из которых диспетчерский, другой - пользовательский без ограничений на тип данных. Таким образом, можно осуществить доступ к ресурсам сервера как через диспетчерский, так и через vtabl-интерфейс. 3. Расширения COM Одним из расширением технологии COM является OLE, представляющая собой библиотеку собственных интерфейсов, типов данных и подпрограмм, предназначенных для обеспечения функциональности OLE. Каждая функция именуется с префиксом IOle. Еще одним расширением COM является не так давно созданная технология ActiveX. Основные ответвления ActiveX носят названия ActiveX Documents документы ActiveX и элементы управления ActiveX ActiveX controls.

ActiveX моложе OLE, и была разработана как COM-расширение, оптимизированное по скорости и по размеру.

Однако, OLE с появлением ActiveX уже была неплохо развита, и сейчас различия между этими двумя технологиями начинают уменьшаться, а их функциональности все больше перекрываться. 3.1. OLEActive document Документы OLE OLEActive documents один из набора сервисов, которые предлагает технология OLE. Объекты OLE documents имеют все свойства OLE по связи и внедрению данных, визуального редактирования, поддержки drag-and-drop, активизации по месту in-place-activation.

Используя OLE document можно определить любой количество интерфейсов, через которые обеспечивается стандартное поведения объекта, такое как визуальное редактирования и drag-and-drop. Посредством реализации этих интерфейсов, объекты OLE documents могут быть свободно объединены в единую систему взаимодействующих объектов с разными форматами данных, таких, как звуковые фрагменты, текстовые документы и растровые изображения.

Объект OLE documents может быть реализован как внутренний и внешний COM-сервер. Такой объект состоит из двух частей визуальной presentation data, предназначенной для отображения визуальной части объекта и из внутренней части native data, используемой для редактирования объекта. Объекты OLE documents могут быть контейнерами документов document container и серверами документов document server. Сервер документов обеспечивает функциональность объектов OLE documents.

В среде контейнера документов может быть активизирован любой сервер документов. 3.2. Automation Технология автоматизации automation предлагает возможность программного управления одного приложения другим. В данной технологии различаются две составные компоненты Клиентская часть, называемая контроллером автоматизации automation controller Серверная часть, которая носит название объекта автоматизации automation object объект, которым управляет клиент. Объекты автоматизации могут быть реализованы как внутренние, внешние и удаленные сервера. Технология автоматизации характеризуется двумя положениями Объекты автоматизации должны иметь возможность определить множество свойств и команд через описания типов, т.е. они должны получить информацию об интерфейсах объекта, с которым идет взаимодействие, о методах интерфейсов и о типах аргументов.

Такая информация предоставляется через библиотеки типов. Однако, использование библиотеки типов необязательно при использовании интерфейса диспетчеризации, т.к. с помощью последнего осуществляется привязка интерфейсов на этапе выполнения программы недостатком такого подхода является отсутствие проверки соответствия типов на этапе компиляции Объекты автоматизации должны предоставлять свои методы общедоступными для внешнего использования, так, чтобы ими могли пользоваться внешние приложения.

Для этого, в объектах автоматизации должен быть реализован интерфейс диспетчеризации. Основным достоинством технологии автоматизации является возможность создания объектов, работающих в любом процессном пространстве.

Таким образом, вместо создания невизуального OLE-объекта предпочтительнее использовать Automation. Еще одно достоинство технологии Automation заключается в механизме взаимодействия приложений, реализуемый интерфейсом диспетчеризации, который автоматизирует процесс маршаллинга. Однако, этот механизм ограничивает набор типов данных, которые можно использовать при автомаршаллинге. 3.3. ActiveX control Технология ActiveX расширяет COM и OLE новыми функциями, специфичными для элементов управления ActiveX ActiveX control.

ActiveX control визуальные объекты управления, реализуемые как внутренние COM-сервера, и которые включаются в OLE-контейнеры, и работают в их среде. Элементы управления ActiveX не являются законченными приложениями, но представляют собой объект, который решает некоторую частную задачу и может быть встроен в различные приложения. Основными характерными особенностями ActiveX controls является возможность обработки событий, привязки к источникам данных и поддержка лицензирования.

Элементы управления ActiveX особенно широко используются в разработке Web-приложений, где ActiveX controls используются как интерактивные объекты на Web-страницах. По существу, ActiveX становится стандартом, специально направленным на интерактивную часть World Wide Web, например, для просмотра в Web-браузере не гипертекстовых документов, доступ к базам данных и т.д. 3.4.