操作系统COM组件的概念

本文简单介绍操作系统COM组件的概念。

COM组件
1.1. 基本概念
1.1.1. 来源
COM component（COM组件）是微软公司为了计算机工业的软件生产更加符合人类的行为方式开发的一种新的软件开发技术。在COM构架下，人们可以开发出各种各样的功能专一的组件，然后将它们按照需要组合起来，构成复杂的应用系统。由此带来的好处是多方面的：可以将系统中的组件用新的替换掉，以便随时进行系统的升级和定制；可以在多个应用系统中重复利用同一个组件；可以方便的将应用系统扩展到网络环境下；COM与语言，平台无关的特性使所有的程序员均可充分发挥自己的才智与专长编写组件模块。
1.1.2. COM方法

COM是开发软件组件的一种方法。组件实际上是一些小的二进制可执行程序，它们可以给应用程序，操作系统以及其他组件提供服务。开发自定义的COM组件就如同开发动态的，面向对象的API。多个COM对象可以连接起来形成应用程序或组件系统。并且组件可以在运行时刻，在不被重新链接或编译应用程序的情况下被卸下或替换掉。Microsoft的许多技术，如ActiveX, DirectX以及OLE等都是基于COM而建立起来的。并且Microsoft的开发人员也大量使用COM组件来定制他们的应用程序及操作系统。
COM所含的概念并不止是在Microsoft Windows操作系统下才有效。COM并不是一个大的API，它实际上像结构化编程及面向对象编程方法那样，也是一种编程方法。在任何一种操作系统中，开发人员均可以遵循“COM方法”。
一个应用程序通常是由单个的二进制文件组成的。当编译器生成应用程序之后，在对下一个版本重新编译并发行新生成的版本之前，应用程序一般不会发生任何变化。操作系统，硬件及客户需求的改变都必须等到整个应用程序被重新生成。
这种状况已经发生变化。开发人员开始将单个的应用程序分隔成单独多个独立的部分，也即组件。这种做法的好处是可以随着技术的不断发展而用新的组件取代已有的组件。此时的应用程序可以随新组件不断取代旧的组件而渐趋完善。而且利用已有的组件，用户还可以快速的建立全新的应用。
传统的做法是将应用程序分割成文件，模块或类，然后将它们编译并链接成一个单模应用程序。它与组件建立应用程序的过程（称为组件构架）有很大的不同。一个组件同一个微型应用程序类似，即都是已经编译链接好并可以使用的二进制代码，应用程序就是由多个这样的组件打包而得到的。单模应用程序只有一个二进制代码模块。自定义组件可以在运行时刻同其他的组件连接起来以构成某个应用程序。在需要对应用程序进行修改或改进时，只需要将构成此应用程序的组件中的某个用新的版本替换掉即可。
COM，即组件对象模型，是关于如何建立组件以及如何通过组件建立应用程序的一个规范，说明了如何可动态交替更新组件。
1.1.3. ActiveX与COM组件
ActiveX是Microsoft对于一系列策略性面向对象程序技术和工具的称呼，其中主要的技术是组件对象模型（COM）。在有目录和其它支持的网络中，COM变成了分布式COM（DCOM）。在创建包括ActiveX程序时，主要的工作就是组件，一个可以自足的在ActiveX网络（网络主要包括Windows和Mac）中任意运行的程序。这个组件就是ActiveX控件。ActiveX是Microsoft为抗衡Sun Microsystems的JAVA技术而提出的，此控件的功能和java applet功能类似。
如果您使用的是Windows操作系统，您或许会注意到一些以OCX结尾的文件。OCX代表“对象链接与嵌入控件”（OLE），这个技术是Microsoft提出的程序技术，用于处理桌面文件的混合使用。COM的概念已经取代OLE的一部分，Microsoft也使用ActiveX控件代表组件对象。
组件的一大优点就是可以被大多数应用程序再使用（这些应用程序称为组件容器）。一个COM组件（ActiveX控件）可由不同语言的开发工具开发，包括C++和Visual Basic或PowerBuilder，甚至一些技术性语言如VBScript。
ActiveX控件在Windows 95/NT和Macintosh中运行，Microsoft还准备支持UNIX的ActiveX控件。
1.1.4. 组件优点
组件架构的一个优点就是应用可以随时间的流逝而发展进化。除此之外，使用组件还有一些可以使对已有应用的升级更加方便和灵活的优点，如应用的定制，组件库以及分布式组件等。
使用组件的种种优点直接来源于可以将它们动态的插入或卸出应用。为了实现这种功能，所有的组件必须满足两个条件：第一，组件必须动态链接；第二，它们必须隐藏（或封装）其内部实现细节。动态链接对于组件而言是一个至关重要的要求，而消息隐藏则是动态链接的一个必要条件。
COM组件由以Win 32动态连接库（DLL）或可执行文件（EXE）形式发布的可执行代码所组成。遵循COM规范编写出来的组件将能够满足对组件架构的所有要求。COM组件可以给应用程序、操作系统以及其他组件提供服务；自定义的COM组件可以在运行时刻同其他组件连接起来构成某个应用程序；COM组件可以动态的插入或卸出应用。
恶意网站可以利用含有漏洞的COM组件接口，下载木马，并且执行；
禁用com组件一般是指设置了Kill位，即IE浏览器不能使用这个组件，通俗讲：通过设置Kill位，可以使InternetExplorer在使用默认设置时永不调用被禁用的com组件，从而禁止该控件在Internet Explorer中运行。禁用含有漏洞的com组件后，IE就不能调用含有漏洞的COM组件；黑客利用有漏洞的COM组，写成的网页代码就不能在IE中被执行，木马等将不会被下载。

1.1.5. 相关知识点
禁用com组件可能导致的问题
在线播放功能的组件被禁用，会导致在线电影等在线视频无法正常观看。
在线杀毒功能的组件被禁用，会导致在线杀毒不能使用。
在线游戏功能的组件被禁用，会导致在线游戏无法玩。
com组件禁用后的具体情况，需要根据具体的com组件功能作判断。
手动启动COM组件操作方法
运行——regedit——找到被禁用的COM组件对应的clsid|注册表键值——删除具体值，或者整个键。
COM是Component Object Model （组件对象模型）的缩写。　用户需要什么样的软件产品？这是一个多选题，但高效，健壮是肯定会被选中的。作为一名软件开发人员如何做才能满足用户的需要呢？必须要保证升级应用时不破坏与以前版本的向后兼容性。必须做到扩展系统服务时不依赖特定的操作系统。面向对象的程序设计显然是一次革命性的改变。采用面向对象的设计方法我们可以很容易的把要解决的问题事物抽象成各种类，并将内部动作封装隐藏起来，只提供一些接口。但这并没有完全解决我们的问题。昨天我在《程序员》杂志上看到，是后OO时代，那OO以后是什么呢？应该是面向组件吧。
手动启动COM组件操作方法:
运行——regedit——找到被禁用的com组件对应的clsid|注册表键值——删除具体值，或者整个键。
刚刚读完《COM技术内幕》一书，整理了一个FAQ，供大家在学习此书时参考。
这是第一部分，包含前3章的内容。
FAQ1：什么是COM组件？〖第一章〗
Answer:
COM组件是以WIN32动态链接库（DLL）或可执行文件（EXE）形式发布的可执行代码组成。
COM组件是遵循COM规范编写的
COM组件是一些小的二进制可执行文件
COM组件可以给应用程序、操作系统以及其他组件提供服务
自定义的COM组件可以在运行时刻同其他组件连接起来构成某个应用程序
COM组件可以动态的插入或卸出应用
COM组件必须是动态链接的
COM组件必须隐藏（封装）其内部实现细节
COM组件必须将其实现的语言隐藏
COM组件必须以二进制的形式发布
COM组件必须可以在不妨碍已有用户的情况下被升级
COM组件可以透明的在网络上被重新分配位置
COM组件按照一种标准的方式来宣布它们的存在
FAQ2：组件不是……？〖第一章〗
Answer:
COM组件不是一种计算机语言
COM组件不是DLL，只是利用DLL来给组件提供动态链接的能力
COM组件不是一个API函数集。
COM组件不是类
FAQ3：什么是接口？〖第二章〗
Answer:
接口就是提供两个不同对象间的一种连接。
计算机程序是通过一组函数而进行连接的，这组函数就是定义了程序中不同部分的接口。
DLL的接口就是它所输出的那些函数。
C++类的接口就是该类的成员函数集。
COM中的接口是一组由组件实现的提供给客户使用的函数。
在COM中接口是一个包含函数指针数组的内存结构，数组元素是一个由组件实现的函数地址。
FAQ4：接口的作用是什么？〖第二章〗
Answer:
有了组件如何将它们连接起来构成某个应用程序，需要用接口。
在COM中接口就是一切，对客户说组件就是接口集，客户只能通过接口和组件打交道。
说明接口可以保护系统免受外界变化的影响。这是封装的体现。
接口实现了使用户使用同样的方式来处理不同的组件。这是多态的体现。
FAQ5：什么是IUnKnown? 〖第三章〗
Answer:
IUnKnown是一个接口。
所有COM接口都继承IUnKnown。
IUnKnown的定义在WIN32 SDK中的UNKNWN头文件中。
///IUnKnown的定义
interface IUnKnown
{
virtual HRESULT __stdcall QueryInterface(const IID& iid,void **ppv)=0;
virtual ULONG __stdcall AddRef()=0;
virtual ULONG __stdcall Release()=0;
}
FAQ6：QueryInterface函数的作用是什么？〖第三章〗
Answer:
QueryInterface是IUnKnown的成员函数，客户可以通过此函数来查询组件是否支持某个特定的接口。
QueryInterface函数返回一个指向组件支持的接口的指针。
如果QueryInterface函数没有找到组件支持的接口则返回指针是NULL。
QueryInterface函数可以使用if…then…else语句、数组、散列表、树来实现。
QueryInterface函数不能使用case语句，因为QueryInterface函数返回的是一个HRESULT结构而不是一个数。
QueryInterface也是一种无封处理组件版本的机制。这种机制使得组件的新旧不同的版本可以互操作。
FAQ7：QueryInterface函数的实现规则是什么？〖第三章〗
Answer:
QueryInterface返回的IUnKnown指针总是相同。
若客户获得了某个接口，那么它总能获得此接口。
客户可以再次获得已经拥有的接口。
客户可以返回到起始接口。
若能够在某个接口获得某个特定接口，那么从任意接口都将可以获得此接口。
FAQ8：接口的如何实现？
Answer:
COM接口在C++中是用纯抽象基类实现。
一个COM组件可以支多个接口。
一个C++类可以使用多重继承来实现一个支持多个接口的组件。
组件可以支持任意数目的接口。
接口应该具有不变性。在组件升级时应该不修改原来的接口，而是添加新的接口。
要精心设计实现接口，以使之能够支持各种不同的实现。
FAQ9：QueryInterface函数的参数IID是什么？〖第三章〗
Answer:
它是一个结构，接口标识符结构。
IID标识了客户所需的接口。
每一个接口都有一个唯一的接口标识符。所以某个与IID相对应的接口绝对不会发生变化。
接口IID决定了COM组件的版本。
不同的接口具有不同的ID，包括不同版本的接口。
FAQ10：何时需要建立一个新的COM组件版本？〖第三章〗
Answer:
当为已有接口指定新的ID时应该是下面的条件至少有一个成立。
接口中函数的数目发生改变时。
接口中函数的顺序发生改变。
接口中某个函数的参数发生改变
接口中某个函数的参数的顺序发生改变
接口中某个函数的参数的类型发生改变
接口中函数的返回值发生改变
接口中函数的返回值类型发生改变
接口中函数的参数的含义发生改变
接口中函数的含义发生改变
简单地说，COM是一种跨应用和语言共享二进制代码的方法。与C++不同，它提倡源代码重用。ATL便是一个很好的例证。源码级重用虽然好，但只能用于C++。它还带来了名字冲突的可能性，更不用说不断拷贝重用代码而导致工程膨胀和臃肿。
Windows使用DLLs在二进制级共享代码。这也是Windows程序运行的关键——重用kernel32.dll, user32.dll等。但DLLs是针对C接口而写的，它们只能被C或理解C调用规范的语言使用。由编程语言来负责实现共享代码，而不是由DLLs本身。这样的话DLLs的使用受到限制。
MFC引入了另外一种MFC扩展DLLs二进制共享机制。但它的使用仍受限制——只能在MFC程序中使用。
COM通过定义二进制标准解决了这些问题，即COM明确指出二进制模块（DLLs和EXEs）必须被编译成与指定的结构匹配。这个标准也确切规定了在内存中如何组织COM对象。COM定义的二进制标准还必须独立于任何编程语言（如C++中的命名修饰）。一旦满足了这些条件，就可以轻松地从任何编程语言中存取这些模块。由编译器负责所产生的二进制代码与标准兼容。这样使后来的人就能更容易地使用这些二进制代码。
在内存中，COM对象的这种标准形式在C++虚函数中偶尔用到，所以这就是为什么许多COM代码使用C++的原因。但是记住，编写模块所用的语言是无关的，因为结果二进制代码为所有语言可用。
此外，COM不是Win32特有的。从理论上讲，它可以被移植到Unix或其它操作系统。但是我好像还从来没有在Windows以外的地方听说过COM。
当然COM对象也需要用过一种特殊的逻辑来从内存中释放对象。这种方法被称为COM对象的引用计数。它是用来跟踪活动引用的数目。当一个对象的引用计数为0，对象从内存中删除。有时COM对象在内存中不会被正常释放，出现这种情况的主要问题是循环引用，例如存在两个COM组件之间的循环引用，它们的引用计数始终不为0，就不会从内存中释放。解决循环引用的方法是当两个COM组件需要进行循环引用时，考虑它们的逻辑层次，只对层次较高的一方进行计数。

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