Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2007 №6 - Усманов

Архитектура СОМ+

Начнем со структуры приложения.

Понятия приложение, класс, интерфейс, метод образуют следующую иерархию:

приложение / класс / интерфейс / метод.

Иными словами, приложение содержит один или несколько классов (компонентов), каждый класс реализует один или несколько интерфейсов, и каждый интерфейс описывает один или несколько методов. Причем каждый класс может входить не более чем в одно приложение.

Имеется два типа приложений: библиотечные и серверные. Библиотечное оформляется в виде DLL и загружается в адресное пространство клиента. Серверное также оформляется в виде DLL, но при его активации запускается суррогатный процесс (dllhost.exe), в адресное пространство которого и загружается эта DLL. Тип приложения определяется при его создании. Например, при использовании Component Services задается приписываемый всему приложению атрибут, задающий его тип активации — библиотечное или серверное приложение.

Классы бывают конфигурированные и неконфигурированные. Конфигурированный класс включен в некоторое приложение и, следовательно, ему приписаны атрибуты. Класс, не включенный в приложение, не имеет атрибутов и зарегистрирован только в реестре системы.

Теперь рассмотрим, как выглядит приложение во время выполнения. Все, что говорилось ранее о процессах, потоках, апартаментах имеет место и в СОМ+. Но эта архитектура усложняется введением новых элементов: контекст и активность.

Начнем с контекста. Каждый объект инкапсулирует данные и методы. Обычно говорят, что данные описывают состояние объекта. Однако в СОМ+ данные, инкапсулированные в объекте,

не определяют полностью состояние объекта. Эти данные определяют только ту часть состояния объекта, которая связана с бизнес-логикой приложения. Но конфигурированный объект в СОМ+ участвует также в транзакциях и в других сложных процессах, поддерживаемых сервисами СОМ+. Часть состояния объекта, отражающая его требования к среде выполнения и то, как он использует сервисы в данный момент времени, называется контекстом объекта. Для сохранения контекста объекта используется так называемый объект контекста, который автоматически формируется при активации объекта и сопровождает объект до его деактивации. Получить доступ к объекту контекста для заданного объекта можно вызвав из данного объекта функцию

WINOLEAPI CoGetObjectContext

    {

       [in] REFIID riid,

       [out] LPVOID **ppv

    };

Первый параметр задает GUID запрашиваемого интерфейса, реализованного объектом контекста(IID_IObectContext, IID_IObjectContextlnfо, IID_IObjectContextActivity, IID IContextState). Во втором параметре возвращается адрес указателя на запрошенный интерфейс. Используя эти интерфейсы объект может не только узнать свое текущее состояние, но и изменить его. Рассматривать данные интерфейсы здесь мы не будем, т. к. первоначально необходимо изучить сервисы, для использования которых эти интерфейсы и разработаны.

Термин контекст используется еще в одном смысле — множество объектов, живущих в одном апартаменте и имеющих одинаковые требования к среде выполнения. Контекст объекта определяется при его активации и зависит как от атрибутов, приписанных соответствующему классу, так и от контекста объекта, инициировавшего активацию данного объекта (активатора). Если активированный объект является экземпляром неконфигурированного класса, то возможны два варианта. Если активированный объект и его активатор живут в одном апартаменте, то активированный объект помещается в контекст активатора. В противном случае активированный объект помещается в так называемый контекст по умолчанию своего апартамента. Для объектов, размещенных в контексте по умолчанию, недоступны никакие сервисы.

Итак, каждый объект в СОМ+ живет в некотором контексте. Различные контексты не пересекаются друг с другом и не пересекают границы апартаментов.

Понятие контекста тесно связано с понятием перехвата. Именно механизм перехвата обеспечивает учет семантики, определенной при задании атрибутов компонента. Don Box в статье "Windows 2000 Brings Significant Refinements to the COM(+) Programming Model", Microsoft System Journal, May 1999, так описывает схему перехвата

1. Компонент описывает свои требования используя атрибуты.

2. Во время создания объекта система проверяет — выполняется ли активатор (код, вызвавший CoCreateInstance) в среде, совместимой с конфигурацией класса?

3. Если ответ на предыдущий вопрос положителен, то перехват не нужен, и CoCreateInstance возвращает прямой указатель на объект.

4. В противном случае CoCreateInstance передает управление среде, совместимой с требованиями класса, создает там объект и возвращает прокси.

5. Этот прокси обеспечивает совместимость среды выполнения с требованиями класса, выполняя определенные действия до и после каждого вызова метода.

Фактически понятие перехват появилось даже ранее MTS (Microsoft Transaction Server). В приведенную выше схему полностью укладывается процесс создания нового экземпляра класса с заданной потоковой моделью в рамках СОМ. Вообще, Don Box называет принцип перехвата краеугольным камнем современного СОМ программирования.

В СОМ маршализация указателей на интерфейс требовалась при вызове через границу апартамента. В СОМ+ такая маршализация требуется при вызове через границу контекста. В соответствии с принципом перехвата только в рамках одного контекста можно использовать прямые указатели на интерфейс.

Как и в СОМ маршализация и демаршализация указателей на интерфейс выполняется автоматически при создании, активации объекта и при вызове функций, возвращающих указатели на интерфейс. В остальных случаях, для получения указателя на интерфейс объекта из другого контекста необходимо явным образом выполнить процедуры маршализации и демаршализации указателя на интерфейс. Дня этого можно использовать функции CoMarshalInterfасе и CoUnmarshalInterfасе. Для некоторой оптимизации этого процесса можно проектировать объекты с FTM и использовать GIT, как это было в СОМ.

Синхронизация

Ранее уже упоминалаось, что при программировании в СОМ+ рекомендуется выбирать для новых классов потоковыю модель ThreadingModei = Neutral. Все экземпляры такого класса будут размещаться в одном апартаменте NA. Основное преимущество этого апартамента состоит в том, что он не имеет связанных с ним потоков, и поток из любого другого апартамента, сделавший вызов метода объекта из NA, временно покидает свой апартамент и выполняет код вызванного метода. Отсутствие переключения потоков существенно снижает затраты на вызов. Однако, необходимо побеспокоиться о синхронизации. Сам апартамент NA никак не ограничивает возможность параллельного вызова одного и того же метода одного и того же объекта из NA.

В рамках СОМ синхронизация обеспечивалась либо написанием потоко-безопасного кода (например, путем использования критических секций), либо объект помещался в STA апартамент. В СОМ+ появляется новая возможность — декларация необходимости синхронизации путем задания нужного значения для соответствующего атрибута. Сама синхронизация обеспечивается через механизм, основанный на понятии активность.

Активность — множество из нескольких контекстов, которые могут находиться не только в различных апартаментах, но и в различных процессах и даже на различных машинах. Любой контекст входит не более чем в одну активность. Могут быть контексты, не входящие ни в одну активность.

Включение контекста в некоторую активность определяется атрибутом Synchronization входящих в контекст объектов. В таблице 3.1 приведены возможные значения этого атрибута и их влияние на вхождение контекста, которому будет принадлежать активируемый объект, в ту или иную активность.

При