1. 接口
接口是一組函數的集合(更一般情況下,是一組函數和變量的集合),對象和客戶(程序的兩個不同部分)可通過它進行通信。接口有特定的內存結構,一個接口指針指向一個虛表(vtbl)指針,虛表是一個函數指針的數組,每項指向一個接口函數。
接口是概念性的程序元素,它具有繼承和多態性。繼承性是指子接口繼承了基接口的所有函數,子接口可以轉型為基接口。在實現上,子接口的虛表包括了基接口的虛表,子接口的虛表指針可以轉型為基接口的虛表指針。多態性是指一個基接口的不同子接口可以有不同的行為。
2. COM接口(組件模型對接口的要求)
COM作為一種二進制組件模型,要求對象和客戶盡可能分離,它們的一切聯系都通過接口進行。一個對象可以有多個接口,那么,客戶在獲得第一個接口指針后,應當可以從一個接口指針查詢下一個接口指針,以保持對象的使用。客戶應當可以通過接口管理對象的生命期,以結束對象的使用。作為一種設計,COM規定從對象的一個接口可以查詢它的所有接口,對象生命期管理的責任分散到每個接口(只要客戶為每個接口進行生命期管理,就可以實現對象的生命期管理)。在實現上,COM將接口查詢和生命期管理的責任集中到一個IUnknown接口,所有接口都從IUnknown派生。COM接口就是從IUnknown派生的接口。
2. COM的面向對象特征
COM在二進制上提供了一種軟件結構模型,并且帶有面向對象的特征。
- 封裝
COM對象是有狀態的,數據和操作封裝在一起。COM接口和普通API函數的不同,就在于COM對象是有狀態的。比如一個宇宙飛船對象(實現IMotion接口,IMotion包含void Fly(double dTime)和double GetPosition()函數),讓它飛行一段時間(通過IMotion接口調用Fly()函數)以后它的位置就改變了(在飛行前后調用GetPosition()得到不同結果)。
- 多態
同樣的接口可以由不同的COM對象實現,客戶程序用統一的方法進行處理,卻可以得到不同的結果。接口也可以派生,不同的子接口對基接口的函數有不同的實現。
在這里解釋一下MFC實現COM對象的機制。一個COM對象可以實現多個接口,而這些接口都是IUnknown的子接口,它們對QueryInterface(),? AddRef(),? Release()各有一份實現代碼,而在同一對象內,這三個函數的內容完全相同,因此可以抽出來,委派給該對象。又由于對任何COM對象,AddRef()和Release()的實現本質上也相同,因此可以進一步,抽取這兩個函數及其操作的數據(m_Ref),放到CCmdTarget中去。QueryInterface()的情況有所不同,它操作的數據是依賴于具體COM對象的接口映射表,可以在把函數放進CCmdTarget的同時,實現一個返回接口映射表的虛函數,QueryInterface()調用此函數獲得具體的接口映射表。
- 重用
COM對象可以用包容和聚合兩種方式重用已有的COM對象。
聚合方式實現重用比較復雜。
在實現對象聚合時,要解決的一個主要問題是在接口查詢上對用戶保持透明??蛻魪谋┞冻鰜淼膬炔繉ο蠼涌谶M行查詢,應當查到的是外部對象的接口。那么收到查詢時,內部對象的IUnknown應當去委托外部對象的IUnknown。但是內部對象也可能不被用于聚合,應該有一個正常的IUnknown。這樣可以考慮把內部對象最初收到查詢的IUnknown設成一個代理,它根據聚合與否把查詢請求轉交給外部對象IUnknown或內部對象的正常IUnknown,即內部對象實現兩個IUnknown,作為代理的委托IUnknown和正常的非委托IUnknown。內部對象還要知道外部對象IUnknown,并且能判別自身是否被聚合。可以在創建內部對象時把外部對象IUnknown指針傳給它,不是聚合時傳遞一個空指針,這樣內部對象就得到了足夠信息。
引用計數的管理也是一樣,內部對象的委托IUnknown區別被聚合與否,調用外部對象IUnknown或自身的非委托IUnknown。
當然,從外部對象接口要能查到內部對象接口。外部對象需要知道內部對象的IUnknown,以查詢所要暴露給客戶程序的接口。這個IUnknown應當是內部對象的非委托IUnknown。