C++类的动态组件化技术

　　关键词：COM组件　接口　生命周期　C++类　ATL组件类　C++基类　ATL模板基类　继承

　　论文摘要：在组件化编程的时代，如何复用累积的大量没有组件特性的C++类？本文从工程的角度对这一问题进行探讨，利用现有组件技术，提出了一套将C++类平滑过渡到COM组件的完整解决方案。

　　1. 问题的提出

　　自从Microsoft公布了COM（Component Object Model，组件对象模型，简称COM）技术以后，Windows平台上的开发模式发生了巨大的变化，以COM为基础的一系列组件技术将Windows编程带入了组件化时代，传统的面向对象的软件开发方法已经逐渐被面向组件的方法所取代。

　　COM标准建立在二进制可执行代码级的基础上，不论何种工具、开发的组件，只要符合COM规范，就可复用于VC、VB、Delphi、BC等各种开发中。COM的语言无关性将软件复用的层次从源代码级推进到了二进制级，复用更方便，也更安全。

　　然而，COM技术带来全新的软件设计和开发模式的同时，也带来了新的问题。

　　许多软件公司在开发自己的软件产品过程中，都累积了大量C++类，这些代码设计精良，功能完备，以面向对象的标准来无可挑剔。然而，这些代码不支持COM，将无法在COM时代继续被复用。如果它们在软件组件化的趋势中被淘汰，那对软件公司和开发人员来说都是极大的损失。

　　COM专家Don Box曾说过，“COM is a super C++”。这给了我们一个启示，是否可以实现一种技术，能够动态的为普通C++类加上一层COM的封装呢？这样，既可以保持这些代码自身的完整和特性，使它们能继续应用于原来的系统，也可以在需要作为组件使用的时候，把它们动态转变成组件，复用于新系统。

　　一个自然而然的想法是，为每一个C++类开发一个只暴露一个接口的COM组件，将原C++类的每个public方法都对应于该接口的一个方法，接口方法的实现可以简单的调用相对应的C++类方法即可。这样，程序由原有的C++类控制，但COM层的封装则由组件提供。基本思路如下图所示：

　　本文就这一技术展开讨论，最终提供一套由普通C++类平滑过渡到COM组件的完整解决方案。我们选用ATL（Active Template Library，活动模板库，简称ATL）作为COM组件的开发工具，开发环境为Visual Studio 6.0。如没有特殊说明，下文中的“C++类”指没有组件特性C++类，“C++对象”指C++类的实例；“ATL组件类”指用于包装的ATL类，“ATL对象”指ATL组件类的实例。

　　按上述思路将C++对象动态组件化后，所得的组件实际上由两部分组成：ATL组件对象和绑定的C++对象。两者的生命周期互相牵制，但要保持一致。生命周期的是C++类动态组件化的首要难点。

　　C++类分为两种，一种是简单的C++类，一种是集合型的C++类。集合型的C++对象管理一组C++对象，负责其创建和删除，维护它们的生命周期。下面，分别就简单C++类和集合型C++类的组件化技术进行说明，展示解决方案的核心技术。

　　为使ATL组件类可以自由调用C++类的方法，需要：

　　l 为ATL组件类安插一个指针成员变量，指向C++类

　　l 提供ATL对象和C++对象的绑定机制

　　我们可以在ATL组件类初始化时创建一个C++类，用成员变量m_pCPPObj记录，在析构时删除，从而实现ATL组件类和C++类的天然绑定。但出于灵活性考虑，使得ATL组件对象可以绑定任意C++类的对象，我们为ATL组件类添加一个绑定函数Link2CPPObj（CImplement* pObj）。

　　在ATL组件类的构造函数内，创建一个C++对象，用m_pCPPObj记录。

　　如果调用了Link2CPPObj，则将m_pCPPObj指向的对象删除，改用传入的C++对象。

　　在ATL组件类的的析构函数内，删除其绑定的C++对象。由构造函数和Link2CPPObj函数的定义可知，m_pCPPObj指针总是有意义的。