COM接口

3.COM接口

关于接口，想说的很多！

3.1.接口的定义

接口是包含了一组成员函数的数据结构，这组成员函数是组件对象暴露出来的信息，客户程序利用这些函数获得组件对象的服务。

（接口的调用机制）客户程序用一个指向接口数据结构的指针来调用接口成员函数，接口指针又指向另一个指针，这第二个指针指向一组函数，称为接口函数表（可以联想到C++中的虚函数表），接口函数表中每一项为4个字节长的函数指针，每个函数指针与对象的具体实现连接起来。通过这种方式，客户只要获得了接口指针，就可以调用到对象的实际功能。结构如图示：

 

对于一个接口，虚函数表是确定的，成员函数个数和顺序是不变的；对于每个成员函数来说，其参数和返回值类型是确定的。在接口定义中，所有这些信息都必须在二进制级别确定，这样才能实现二进制级别的代码复用，并且只要能支持这样的内存结构的描述的开发语言，就可以定义接口。

3.1.1C语言描述

 

说明：

（1）      每一个接口成员函数的第一个参数为指向IDictionary的指针，这就类似于C++类定义中隐藏的this指针，用来提供当前对象实例的属性信息。

（2）      在接口成员函数中，字符串变量必须用Unicode字符指针，COM规范要求使用Unicode字符，所以在组件程序内部用到了ANSI字符的话，则应该进行两种字符表达的转换。

（3）      接口成员函数的调用习惯也是确定的。在Windows平台上有两种调用习惯：一种是_cdecl调用支持函数可变参数调用（printf），一种是_stdcall，由于大多数的语言都使用了_stdcall调用习惯，COM规范也采用了_stdcal调用习惯。

3.1.2C++语言描述

我们不难发现，COM接口定义中的vtable与class的vtable（类的虚函数表）完全一致，因此用class描述COM接口是最为方便的：

 

在class中隐藏了vtable，每个成员函数隐藏了第一个参数this指针，this指针指向类的实例，下图为类IDictionary的内存结构：

 

3.1.3IDL接口定义语言描述 

 

COM在IDL的基础上，进行扩展形成了COM接口描述语言。接口描述语言提供了一种不依赖于任何语言的借口描述方法，因此，它可以成为组件程序和客户程序之间共同的语言。VC++提供了MIDL可以把IDL接口描述文件编译成C/C++兼容的接口描述头文件。

3.2接口的内存模型

上面我们看到了接口的定义方式，但是看到的只是一些函数描述，并没有看到COM接口与COM对象的关系，我们知道每个成员函数的第一个参数是一个指向接口自身的this指针，可以为我们提供COM对象的信息，但是this指针如何与对象状态信息联系起来呢？

为此，我们还需要定义类来实现已定义的接口，并且类中有相关属性的描述信息。接口IDictionary和字典对象的内存结构如图示： 

 

如果同一个CLSID的类定义了两个字典对象，则显然两个字典对象公用了成员函数，但数据属性不能公用，此时内存结构如图示： 

 

如果两个不同CLSID的类定义了两个字典对象，则内存结构如下图：

 

 

3.3接口的一些特点

二进制特性

接口不变性

继承性（扩展性）

运行过程中的多态性