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COM服务器的伪异步技术及其实现毕业论文

2015-03-20 01:22

摘要：COM组件技术在Windows操作系统中发挥了极其重要的作用，但标准COM组件技术在实时操作性上不尽完善。作为补充可以用COM连接点技术和多线程技术来构造一种伪异步技术， 完成某些前者不能完成的任务。本文详细描述了其实现原理，并根据技术细节提供了作者的解决方案。

关键词： COM;异步调用;连接点;接口;STA; MTA

1. COM异步技术
与普通同步执行的COM服务器不同，一个提供异步方法调用的COM服务器允许客户程序以一种非阻塞的方式来访问它，客户程序可以在等待调用返回的过程中继续进行别的工作，从而提高工作效率。 尤其随着Windows2000和COM 的发布，COM现在已经完全支持异步方法的调用了，通过IDL的定义，由MIDL编译器为接口的每个方法实现同步和异步两种独立的调用定义。但是COM提供的这种异步方法调用并非尽善尽美:
1) 这种技术发布较晚，只在WIN2000下被支持，所以用它开发的软件不能在Windows 95和Windows NT平台上运行。
2) 客户端使用不便，尽管COM通过MIDL生成的接口代理（proxy）与存根（stub）完成了大部分为支持异步方法调用所做的工作，客户端仍需要完成系列繁琐的细节工作。
3) 无论客户端还是服务器端都需要聚合由COM提供的对象，方法调用方式也有别于标准同步调用，因而不适用于标准ACTIVEX控件的编写，而ACTIVEX控件实质上是一种特殊的COM服务器。
由于上述一系列缺陷，往往需要一种替代解决办法，通常可以用一些基本的COM技术来构造一种伪异步技术。

2. COM应用
这种伪异步技术是通过接口回调（interface callback）的方法来实现的，它基于两项关键的COM技术: 连接点（Connection point）技术和COM多线程（Multithread）技术。
连接点技术的基础是COM的出接口（outgoing interface）。出接口与普通的接口不一样，它由COM服务器端进行定义，但却由用户程序来实现（此实现对象被称为接收器sink），并把接口指针告诉给COM服务器。由于出接口是在服务器的类型库中定义， 所以COM服务器可以很方便的利用此接口指针与客户进行通讯。但直接使用出接口，客户程序和COM服务器都需要出接口有一定的了解，为此COM又提供了连接点技术（可连接对象），如图:

COM提供的可连接对象，通过IConnectionPointContainer接口管理所有的出接口。对应于每个出接口，可连接对象管理一个连接点对象，每一个连接点对象实现了IConnectionPoint接口，客户通过连接点对象建立接收器与可连接对象的连接，且通过两个枚举器的引入，使得可连接对象支持多个出接口，而每个出接口支持多个与接收器的连接。明显，连接点技术的实质是对出接口的一种封装。通过使用连接点技术，COM服务器可以用一种非常常规的方法描述它的引出接口，并为客户程序提供了一种标准的方法来实现这些接口，对于实现服务器组件的标准化非常方便，也有利于客户程序的独立开发，符合中间件开发的原则。

COM多线程管理相当复杂，要实现多线程，应对COM的线程模型有深入的了解。COM支持两种线程模型：单线程单元（STA，Single-Threaded Apartment）和多线程单元（MTA，MultiThreaded Apartment）。如图所示：
单元是一种抽象的概念，定义了一组对象的逻辑集合，这些对象共享同一组并发性和重入限制，每个COM对象都只能属于某一个单元。STA只能包含一个线程（单元线程），与32位Windows平台上的用户界面（UI）线程相似，单元线程拥有一个隐藏的窗口，所有对此线程中服务器组件方法的调用都被COM转化为消息（message），通过消息循环进行消息分发，并调用窗口过程保证调用到COM对象的成员函数中;而每个MTA可以包含多个线程（自由线程），自由线程相似于Windows平台的工作（Work）线程，不带消息分发，可以直接使用。每个进程只能有一个MTA，但是可以于有任意多个STA，每一个使用COM的线程必须通过调用CoInitialize（0）来新建一个STA，或者通过调用CoInitializeEx（0，COINT_MULTITHREAD）来创建或加入一个MTA，否则这个线程将出错。服务器组件实体存在于线程中，要么处于MTA中，要么处在STA中，别无选择。遵守如下规则：跨单元的接口指针传递需要调度，否则指针无效。