Программирование -> C/C++ -> Сущность технологии COM

Использование указателей интерфейса СОМ

Программисты C++ должны использовать методы IUnknown явно, потому что перевод модели СОМ на язык C++ не предусматривает использования среды поддержки выполнения (runtime layer) между кодом клиента и кодом объекта. Поэтому IUnknown можно рассматривать просто как набор обещаний, которые все программисты СОМ дают друг другу. Это дает преимущество программистам C++, так как C++ может создавать код, который потенциально более эффективен, чем языки, которые требуют такого динамического слоя при работе с СОМ.

При работе на Visual Basic и Java, в отличие от C++, программисты никогда не видят QueryInterface, AddRef или Release. Для этих двух языков детали IUnknown надежно скрыты за поддерживающей эти языки виртуальной машиной. На Java QueryInterface просто отображается в приведение типа:

public void TryToSnoreAndIgnore(Object obj) { 
    IPug pug; 
    try { 
       pug = (IPug)obj; 
       // VM calls QueryInterface 
       // VM вызывает QueryInterface 
       pug.Snore(); 
    } catch (Throwable ex) { 
       // ignore method or QI failures 
       // игнорируем сбой метода или QI 
} 

ICat cat; 

try { 
    cat = (ICat)obj; 
    // VM calls QueryInterface 
    // VM вызывает QueryInterface 
    cat.IgnoreMaster(); 
} catch (Throwable ex) { 
    // ignore method or QI failures 
    // игнорируется сбой метода или QI 
    } 
} 

Visual Basic не требует от клиентов приведения типов. Вместо этого, когда указатель интерфейса присваивается переменной неподходящего типа, виртуальная машина (VM) Visual Basic молча вызывает QueryInterface от имени клиента:

Sub TryToSnoreAndIgnore(obj as Object) 
On Error Resume Next 
' ignore errors 
' игнорируем ошибки 
Dim pug as IPug 
Set pug = obj 
' VM calls QueryInterface 
' VM вызывает QueryInterface 
If Not (pug is Nothing) Then 
  pug.Snore 
End if 
Dim cat as ICat 
Set cat = obj 
' VM calls QueryInterface 
' VM вызывает QueryInterface 
If Not (cat is Nothing) Then 
  cat.IgnoreMaster 
End if End Sub 

Обе виртуальные машины, как Java, так и Visual Basic, выбросят при сбое QueryInterface исключения. В обеих средах виртуальная машина автоматически преобразует языковую концепцию живучести переменной в явные вызовы AddRef и Release, избавляя клиента и от этой подробности.

Одна методика, потенциально способная упростить использование в СОМ интерфейсных указателей из C++, состоит в том, чтобы скрыть их в классе интеллектуальных указателей. Это устраняет необходимость необработанных (raw) вызовов методов IUnknown. В идеале интеллектуальный указатель СОМ будет:

1. Корректно обрабатывать каждый вызов Add/Release во время присваивания.
2. Автоматически уничтожать интерфейс в деструкторе, что снижает возможность утечки ресурса и повышает безопасность (надежность) исключений.
3. Использует систему типов C++ для упрощения вызовов QueryInterface.
4. Прозрачным образом (незаметно для пользователя или программы) замещает необработанные интерфейсные указатели в существующем коде без компрометации правильности программы.

Последний пункт представляет собой чрезвычайно серьезную проблему. Интернет забит интеллектуальными СОМ-указателями, которые проделывают прозрачную замену обычных указателей, но при этом вводят столько же скрытых ошибок, сколько претендуют устранить. Visual C++ 5.0, например, фактически действует с тремя такими указателями (один на MSC, другой на ATL, а третий для поддержки Direct-to-COM), которые очень просто использовать как правильно, так и неправильно. В сентябрьском 1995 года и в февральском 1996 года выпусках "C++ Report" опубликованы две статьи, где на примерах показаны различные подводные камни при использовании интеллектуальных указателей¹. Исходный код, который приводится в данной книге, содержит интеллектуальный СОМ-указатель, созданный в процессе написания этих двух статей. В нем делается попытка учесть общие ошибки, случающиеся как в простых, так и в интеллектуальных указателях СОМ. Класс интеллектуальных указателей, SmartInterface, имеет два шаблонных (template) параметра: тип интерфейса в C++ и указатель на соответствующий IID. Все обращения к методам IUnknown скрыты путем перегрузки операторов:

#include "smartif.h" 
void TryToSnoreAndIgnore(/* [in] */ IUnknown *pUnk) 
{ 
      // copy constructor calls QueryInterface 
      // конструктор копирования вызывает QueryInterface 
    SmartInterface<IPug, &IID_IPug> pPug = pUnk; 
    if (pPug) 
      // typecast operator returns null-ness 
      // оператор приведения типа возвращает нуль 
        pPug->Snore(); 
      // operator-> returns safe raw ptr 
      // оператор -> возвращает прямой указатель 
      // copy constructor calls QueryInterface 
      // конструктор копирования вызывает QueryInterface 
    SmartInterface<ICat, &IID_ICat> pCat = pUnk; 
    if (pCat) 
      // typecast operator returns null-ness 
      // оператор приведения типа возвращает нуль 
        pCat->IgnoreMaster(); 
      // operator-> returns safe raw ptr 
      // оператор -> возвращает прямой указатель 
      // destructors release held pointers on leaving scope 
      // деструкторы освобождают удерживаемые указатели при 
      // выходе из области действия 
} 

Интеллектуальные указатели выглядят очень привлекательными на первый взгляд, но могут оказаться очень опасными, так как погружают программиста в дремотное состояние; будто бы ничего страшного, относящегося к СОМ, произойти не может. Интеллектуальные указатели действительно решают реальные проблемы, особенно связанные с исключениями; однако при неосторожном употреблении они могут внести столько же дефектов, сколько они предотвращают. Например, многие интеллектуальные указатели позволяют вызывать любой метод интерфейса через оператор интеллектуального указателя ->. К сожалению, это позволяет клиенту вызывать Release с помощью этого оператора-стрелки без сообщения базовому интеллектуальному указателю о том, что его автоматический вызов Release в его деструкторе теперь является излишним и недопустимым.

¹ Эти статьи можно найти на сайтах http:/www.develop.com/dbox/cxx/InterfacePtr.htm и http://www.develop.com/dbox/cxx/SmartPtr.htm.

Оптимизация QueryInterface
Типы данных
Атрибуты и свойства
Исключения
Где мы находимся?