COM编程（1）-- 为什么需要COM

Windows所支持的动态链接库（dll），对软件的开发和维护提供了极大的便利。dll把程序分成若干个模块，某个模块更新的时候，只需要更新对应的dll即可。编译器按照一定调用约定，调用dll中的函数，并返回值。dll的使用请参阅:DLL教程 - 如何编写动态链接库_Fisher-优快云博客_dll教程

1、C++中dll的局限性

为了说明这个问题，请看下面的一个例程。使用C++开发了一个字符串处理的类，这个字符串类的功能十分强大，现在将这个类封装成了dll来向外发布。字符串处理类为FastString，其代码如下：

// FastString.h
class __declspec(dllexport) FastString
{
public:
	FastString(const char* ch);
	~FastString();
	int Length() const;
private:
	char* m_char;
};

// FastString.cpp
#include "FastString.h"
#include <cstring>
#include <new>

FastString::FastString(const char* ch)
	: m_char(new char[strlen(ch) + 1])
{
	strcpy(m_char, ch);
}

FastString::~FastString()
{
	delete[] m_char;
}

int FastString::Length() const
{
	return strlen(m_char);
}

 某个用户A使用了这个类，并编写的代码如下：

#include <iostream>
#include "FastString.h"

int main()
{
	FastString fs("Hello Word");
	std::cout << "Length:" << fs.Length() << "\n";
}

编译运行后，效果正确，运行如下：

一切皆大欢喜。

但是， FastString类的实现者发现，Length函数可以优化，其实在构造的时候，已经求过一次字符串长度，可以定义一个成员变量存储这个长度，于是，Length函数只需要直接返回这个成员变量即可。优化后的代码如下：

// FastString.h
class __declspec(dllexport) FastString
{
public:
	FastString(const char* ch);
	~FastString();
	int Length() const;
private:
	int m_len;
	char* m_char;
};

// FastString.cpp
#include "FastString.h"
#include <cstring>
#include <new>


FastString::FastString(const char* ch)
	: m_len(strlen(ch))
{
    m_char = new char[m_len + 1]；
	strcpy(m_char, ch);
}

FastString::~FastString()
{
	delete[] m_char;
}

int FastString::Length() const
{
	return m_len;
}

 对于刚刚的程序A，必须重新编译，才能正确运行。这是因为，在程序A中，要构造一个FastString对象，编译程序A的编译器需要知道FastString类占用的字节数，才能正确构造对象。上面的例程中，因为FastString类新增了成员变量，于是占用的字节会增加，因此，使用了FastString这个字符串类的应用程序必须重新编译。

对于这种发布给其他用户使用的库，假如每一次升级，依赖它的其他应用都需要重新编译，这是不可能的、也是不能被接受了。

造成这种问题的原因是因为dll模块的FastString类，直接暴露给了应用程序，紧接着FastString类改变，造成了二进制层面的不兼容。为了解决这个问题，必须要想出一种方法，使得暴露给用户的代码，在二进制层面上不会再改变。

C语言之所以不会出现这样的问题，是因为它的模型简单得多——清晰的调用约定，清晰的函数名匹配方式。C++则会复杂很多，如构造函数、析构函数、虚基类、虚表，C++规范只在行为上进行了约束，并没有在实现上或二进制上进行约束。为了能跨越编译器起到一致的效果，我们必须要隔离编译器相关的实现部分，不得出现跨边界的编译器相关行为。

基于以上2个原因（当然还有更多原因），微软在1993年发布了COM模型，之后又发布了一系列支持的接口(OLE, ActiveX, ATL等)。通过COM模型，我们可以编写出可分发的、跨编译器的、二进制兼容的C++组件。