Свойство СОМ: двоичный стандарт (независимость от языка программирования)

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 8Следующая ⇒

Одной из наиболее важных черт СОМ является ее способность предоставлять двоичный стандарт для программных компонентов. Этот двоичный стандарт обеспечивает средства, с помощью которых объекты и компоненты, разработанные на разных языках программирования разными поставщиками и работающие в различных операционных системах, могут взаимодействовать без каких-либо изменений в двоичном (исполняемом) коде. Это является основным достижением создателей СОМ и отвечает насущным потребностям сообщества разработчиков программ.

Многоразовое использование программного обеспечения является одной из первоочередных задач при его разработке и обеспечивается составляющими его модулями, которые должны работать в разнообразных средах. Обычно программное обеспечение разрабатывается с использованием определенного языка программирования, например, C++, и может эффективно применяться только в том случае, если другие разработчики компонентов также применяют C++.

Например, если мы разрабатываем С++-класс, предназначенный для манипулирования с данными, то необходимым условием его использования в других приложениях является их разработка на языке C++. Только С++-компиляторы могут распознать С++-классы. Фактически, поскольку средства C++ не поддерживают никакого стандартного способа адаптации вызовов С++-функций к новой программной среде, использование программного обеспечения в этой новой среде требует применения такого же (или аналогичного) инструментального средства для его обработки. Другими словами, использование класса в другой операционной среде требует обязательного переноса в эту среду исходного текста программы данного класса.

Применение двоичного кода позволяет разработчику создавать программные компоненты, которые могут применяться без использования языков, средств и систем программирования, а только с помощью двоичных компонентов (например, DLL- или ЕХЕ-файлов). Эта возможность является для разработчиков очень привлекательной. Ведь теперь они могут выбирать наиболее удобный для себя язык и средство разработки компонентов, не заботясь о языке и средствах, которые будет использовать другой разработчик.

Таблица 1 дает нам представление о том, что что C++ и СОМ представляют собой две совершенно разные вещи.

Таблица 1. Сравнение объектов C++ и СОМ

C++-объект (экземпляр класса)	СОМ-объект
Позволяет использовать только один общий интерфейс, представляющий собой множество С++-методов.	Обычно предоставляет более одного общего интерфейса
Зависит от языка программирования.	Обеспечивается независимость от языка - CОМ-объекты реализуются и используются в различных языках программирования.
Отсутствует встроенная возможность проверки версии.	Поддерживается встроенный способ проверки версий объектов. Обеспечивается независимость от местоположения на жестком диске.

Итак, C++ - это язык, а СОМ - технология.

Свойство СОМ: Независимость от местоположения

Другое важное свойство СОМ известно под названием независимости от местоположения (Location Transparency). Независимость от местоположения означает, что пользователь компонента, клиент, не обязательно должен знать, где находится определенный компонент. Клиентское приложение использует одинаковые сервисы СОМ для создания экземпляра и использования компонента независимо от его фактического расположения. Компонент может находиться непосредственно в адресном пространстве задачи клиента (DLL-файл), в пространстве другой задачи на том же компьютере (ЕХЕ-файл) или на компьютере, расположенном за сотни миль (распределенный объект). Технологии СОМ и DCOM (Distributed СОМ - распределенная СОМ) обеспечивают независимость от местоположения. Другими средствами, реализующими эту способность, являются сервисы распределенных объектов. Аналогичные возможности обеспечивает стандарт CORBA. Поскольку клиентское приложение взаимодействует с СОМ - компонентами, вне зависимости от их положения, одинаковым образом, интерфейс клиента тоже не меняется. Независимость от местоположения позволяет разработчику создавать масштабируемые приложения.

Понятия OLE и ActiveX

Термин OLE имеет длинную историю. Вначале (приблизительно с 1991 года) он представлял собой сокращение слов Object Linking and Embedding (связывание и внедрение объектов). Первоочередной задачей OLE в то время была поддержка связывания и внедрения объектов в Windows-приложениях. Возможности получаемых таким образом составных документов позволяли пользователям внедрять электронные таблицы Excel непосредственно в документы Word и т.д.

Впоследствии, с выходом версии OLE 2.0 (приблизительно в 1993 году), термин OLE перестал употребляться как просто сокращение и вобрал в себя понятия нескольких технологий, основанных на модели компонентного объекта. Многие новые возможности OLE не имеют ничего общего со связыванием и внедрением. Хорошим примером этого является OLE-автоматизация (или просто автоматизация), вообще не имеющая отношения к составным документам. Основной задачей OLE-автоматизации является обеспечение взаимодействия компонентов и приложений независимо от языков программирования и средств разработки.

В апреле 1996 года Microsoft приняла в сферу своих интересов среду WWW и ввела в обращение термин ActiveX, призванный отобразить новое направление в стратегии выпуска программных продуктов фирмы. Однако большинство новых технологий ActiveX уже существовали до апреля 1996 года под другим названием: OLE. В общем, термин ActiveX заменил термин OLE, цель этой замены – подчеркнуть превосходство СОМ-технологий фирмы Microsoft. Теперь термин OLE снова может быть использован для описания тех технологий, которые относятся к составным документам, а также связыванию и внедрению объектов.

COM-объекты, интерфейсы, С++ и о том, как это работает

Язык C++, компоненты и интерфейсы

Одним из главных преимуществ разработки с помощью объектно-ориентированных языков, таких как C++ и Java, является возможность эффективной инкапсуляции внутренних функций и данных. Это осуществимо именно благодаря объектной ориентированности этих языков. В объекте скрыты способы его реализации, а " наружу" предоставляется только хорошо определенный интерфейс, позволяющий внешним клиентам эффективно использовать функциональные возможности объекта. Технология СОМ обеспечивает эти возможности также с помощью определения стандартных способов реализации и предоставления интерфейсов СОМ-объекта.

Далее мы приведем определение класса для простого компонента, который будет построен в этой лекции. Начнем с обыкновенного С++-класса, а затем преобразуем его в СОМ-объект. Особой необходимости строить СОМ-объекты с помощью C++ нет, но, как будет видно из дальнейшего, некоторые технические приемы C++ находят применение и при создании СОМ-компонентов.

class Math

{

// описание интерфейса

public:

long Add( long Op1, long Op2 );

long Subtract( long Qp1, long Op2 );

long Multiply( long Op1, long Ор2 );

long Divide( long Op1, long Op2 );

private:

// реализация

string m_strVersion;

string get_Version( );

};

long Math:: Add( long Op1, long Op2 )

{

return Op1 + Op2;

}

long Math:: Subtract( long Op1, long Op2 )

{

return Op1 - Op2;

}

long Math:: Multiply( long Op1, long Op2 ) {

return Op1 * Op2;

}

long Math:: Divide( long Op1, long Op2 )

{

return Op1 / Op2;

}

Этот класс поддерживает выполнение основных математических операций. Вы передаете объекту два числа, а он будет прибавлять, вычитать либо делить их и возвращать результат. Нашей задачей в данной лекции будет превращение указанного класса в СОМ-объект, который можно будет использовать в любом языке программирования, поддерживающем СОМ-интерфейс.

COM-объект

COM-объект можно сравнить с объектом в понимании С++, VB или Java. Объект СОМ – это некоторая сущность, имеющая состояние и методы доступа, позволяющие изменять это состояние. СОМ-объекты можно создавать прямым вызовом специальных функций, но напрямую уничтожить его невозможно. Вместо прямого уничтожения используется механизм самоуничтожения, основанный на подсчете ссылок. Самым близким аналогом в объектно-ориентированных языках программирования является понятие объекта в языке Java.

Первым шагом будет определение для компонента интерфейса с помощью абстрактного класса такого вида:

class IMath{public: virtual long Add(long Op1, long Op2) = 0; virtual long Subtract(long Op1, long Op2) = 0; virtual long Multiply(long Op1, long Op2) = 0; virtual long Divide (long Op1, long Op2) = 0; };

Затем мы создадим производный класс и опишем его методы точно так же, как это делалось раньше:

class Math: public IMath{public: long Add(long Op1, long Op2); long Subtract(long Op1, long Op2); long Multiply(long Op1, long Op2); long Divide (long Op1, long Op2); };

Это лишь первый шаг в преобразовании класса C++ в объект, доступный для программ, написанных на других языках. СОМ-технологии, такие как OLE и ActiveX, в основном реализуются посредством интерфейсов типа рассмотренного нами ранее класса IMath. Наш новый класс является абстрактным, т.е. он содержит, по крайней мере, одну чисто виртуальную функцию и одни лишь методы (без каких-либо данных) компонентного объекта.

Начальная буква " I" в названии класса IMath отражает тот факт, что он является объявлением интерфейса. Такие обозначения используются в технологии программирования СОМ повсеместно. Класс IMath объявляет внешний интерфейс для компонента Math. Наиболее важным аспектом этого нового класса является его способность порождать виртуальную таблицу функций C++ (Vtable) в любом производном классе.

Программист никогда не взаимодействует с объектом и его данными напрямую. Для этого используются интерфейсы объектов.

СОМ-интерфейс

COM проводит фундаментальное различие между определением интерфейса и его реализацией. В понимании СОМ интерфейс – это контракт, состоящий из списка связанных прототипов функций, чье назначение определено, а реализация – нет. Эти прототипы функций эквивалентны абстрактным базовым классам С++, то есть классам, имеющим только виртуальные методы, описания без реализации. Определение интерфейса описывает функции-члены интерфейса, называемые методами, типы их возвращаемого значения, число и типы их параметров, а также описывает, что они, собственно, должны делать. Напрямую с интерфейсом не ассоциировано никакой реализации.

Реализация интерфейса (interface implementation) – это код, который программист создает для выполнения действий, оговоренных в определении интерфейса. Реализации интерфейсов, помещенные в COM-библиотеки или exe-модули, могут использоваться при создании объектно-ориентированных приложений. Разумеется, программист может игнорировать эти реализации и создать собственные. Интерфейсы ассоциируются с CoClass’ами. Чтобы воспользоваться реализацией функциональности интерфейса, нужно создать экземпляр объекта соответствующего класса, и запросить у этого объекта ссылку на соответствующий интерфейс.

В COM стало доброй традицией начинать названия интерфейсов с «I».

Например, для описания взаимодействия с некоторым абстрактным стеком можно определить интерфейс IStack. Этот интерфейс может содержать два метода, скажем, Push и Pop. Вызов метода Pop возвращает значения, заложенные до этого методом Push в стек, но в обратном порядке. Это определение интерфейса не говорит, как функции будут реализованы в коде. Один программист может реализовать стек как массив, а методы Push и Pop – как методы доступа к этому массиву. Другому же взбредет в голову использовать связанный список и соответствующую реализацию методов. Независимо от конкретной реализации методов, представление в памяти указателя на интерфейс IStack, и, соответственно, его использование клиентом полностью специфицируется определением интерфейса.

Простые объекты могут поддерживать только один интерфейс. Более сложные объекты, как правило, поддерживают несколько интерфейсов. Это свойство позволяет реализовать полиморфизм на уровне компонентной модели.

Слово «интерфейс» используется в COM не в том смысле, что в С++. Интерфейс в С++ ссылается на все функции, поддерживаемые классом. COM-интерфейс ссылается на предварительно оговоренную группу связанных функций, реализуемых COM-классом, но не обязательно на ВСЕ функции, поддерживаемые классом.

Использование виртуальных функций в базовом классе является центральным моментом в проектировании СОМ-компонентов. Определение абстрактного класса порождает таблицу, содержащую только открытые методы (т.е. интерфейс) класса. Так, класс IMath из нашего примера не содержит переменных-членов и функций реализации объекта. Его единственной задачей является порождение производного класса Math для виртуальной реализации методов интерфейса компонента.

В технологии СОМ доступ к компонентам обеспечивается только с помощью указателей на виртуальные таблицы. Таким образом, прямой доступ к конкретным данным компонента становится невозможным. Внимательно изучите наш пример. Он достаточно прост, но отражает ключевую концепцию СОМ — использование виртуальных таблиц для доступа к функциональным возможностям компонента. Наконец, СОМ-интерфейс представляет собой просто указатель на указатель виртуальной таблицы (virtual table, или Vtable) C++. На рис. 1 отражено это взаимоотношение для случая компонента Math.

Рис. 1. Виртуальная таблица функций и СОМ-интерфейс

В нашем примере имеется несколько моментов, которые должны быть хорошо поняты.

1. Все СОМ-технологии, такие как ActiveX и OLE, содержат множество определений абстрактного интерфейса типа нашего класса IMath. В конечном счете, деятельность разработчика состоит в конкретной реализации этих интерфейсов. Это одна из причин того, почему ActiveX является стандартом. Технология ActiveX обеспечивает объявление интерфейса, а вы, разработчик, обеспечиваете его реализацию. Таким образом, несколько разработчиков могут по-разному реализовать стандартный компонент ActiveX. Эта концепция лежит в основе элементов управления и всех технологий ActiveX. Спецификация ActiveX определяет абстрактные классы, которые требуется реализовать для получения полноценного элемента управления ActiveX.

2. Microsoft движется в направлении от создания библиотек функций (например, Win32 API) к созданию компонентов операционной системы, предоставляющих определенные СОМ-интерфейсы. В таком случае вы становитесь пользователем компонента. Вместо функций API вы получаете интерфейс для компонента системы Windows и доступ к его функциям посредством СОМ-интерфейса. Это дает возможность заменять реализацию компонента операционной системы, не оказывая воздействия на другие компоненты и приложения.

3. Во многих случаях вы будете одновременно выступать в качестве производителя и потребителя СОМ-интерфейсов. Технологии ActiveX используют их очень широко. Взаимодействие между компонентами ActiveX достигается за счет интерфейсов. Запуск и согласование приложений осуществляется через интерфейсы. Фактически, СОМ-интерфейсы присутствуют везде.

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 Следующая ⇒