1. COM编程基础
COM是一种规范，而不是实现。
当使用C++来实现时，COM组件就是一个C++类，而COM接口就是继承至IUnknown的纯虚类，COM组件就是实现相应COM接口的C++类。
COM规范规定，任何组件或接口都必须从IUnknown接口中继承而来。IUnknown定义了3个重要函数，分别是QueryInterface、AddRef和Release。其中，QueryInterface负责组件对象上的接口查询，AddRef用于增加引用计数，Release用于减少引用计数。引用计数是COM中的一个非常重要的概念，它很好地解决了组件对象地生命周期问题，即COM组件何时被销毁，以及谁来销毁地问题。
除了IUnknown接口外，还有另外一个重要地接口，即IClassFactory。COM组件实际上是一个C++类，对于组件地外部使用者来说，这个类名一般不可知，那么如何创建这个类地的例？由谁来创建？COM规范规定，每个组件都必须实现一个与之对应的类工厂（Class Factory）。类工厂也是一个COM组件，它实现了IClassFactory接口。在IClassFactory的接口函数CreateInstance中，才能使用new操作生成一个COM组件类对象实例。
COM组件有3种类型：
① 进程内组件（CLSCTX_INPROC_SERVER）
② 本地进程组件（CLSCTX_LOCAL_SERVER）
③ 远程组件（CLSCTX_REMOTE_SERVER）
在接口成员函数中，字符串变量必须用Unicode字符指针，这是COM规范的要求。
2. COM组件开发
实现一个COM组件，需要完成以下工作：
COM组件接口
COM组件实现类
COM组件创建工厂
COM组件注册与取消注册
本文以一个例子作为说明，COM组件提供了一个SayHello的接口函数，将“Hello COM”打印输出。
2.1 创建COM组件接口
COM组件接口是一个继承IUnknown的抽象类：
1 // IComTest.h
2 #pragma once
3 #include <Unknwn.h>
4 // interface id，COM组件接口唯一标识
5 static const WCHAR* IID_IComTestStr = L"{213D1B15-9BBA-414A-BAB6-CA5B6CEF0006}"; 6 static const GUID IID_IComTest = { 0x213D1B15, 0x9BBA, 0x414A, { 0xBA, 0xB6, 0xCA, 0x5B, 0x6C, 0xEF, 0x00, 0x06 } }; 7 class IComTest :public IUnknown 8 { 9 public: 10 virtual int _stdcall SayHello() = 0; 11 };
2.2 创建COM组件实现类
COM组件类是一个实现了相应COM组件接口的C++类，注意：一个COM组件可以同时实现多个COM接口。
1 // ComTest.h
2 #pragma once
3 #include "IComTest.h"
4 // class id，COM组件唯一标识
5 static const WCHAR* CLSID_CComTestStr = L"{4046FA83-57F0-4475-9381-8818BFC50DDF}"; 6 static const GUID CLSID_CComTest = { 0x4046FA83, 0x57F0, 0x4475, { 0x93, 0x81, 0x88, 0x18, 0xBF, 0xC5, 0x0D, 0xDF } }; 7
8 class CComTest :public IComTest 9 { 10 public: 11 CComTest(); 12 ~CComTest(); 13
14 // 实现IUnknown接口 15 // 查找接口 16 // riid : 输入参数，接口id 17 // ppvObject : 输出参数，返回相应的接口
18 virtual HRESULT _stdcall QueryInterface(const IID &riid, void ** ppvObject); 19 // 增加引用计数
20 virtual ULONG _stdcall AddRef(); 21 // 减少引用计数
22 virtual ULONG _stdcall Release(); 23 virtual int _stdcall SayHello(); 24
25 protected: 26 //引用计数
27 ULONG m_RefCount; 28 //全局创建对象个数
29 static ULONG g_ObjNum; 30 };
1 // ComTest.cpp
2 #include "ComTest.h"
3 #include <stdio.h>
4
5 ULONG CComTest::g_ObjNum = 0; 6
7 CComTest::CComTest() 8 { 9 m_RefCount = 0; 10 g_ObjNum++;//对象个数+1
11 } 12
13 CComTest::~CComTest() 14 { 15 g_ObjNum--;//对象个数-1
16 } 17
18 HRESULT _stdcall CComTest::QueryInterface(const IID &riid, void **ppvObject) 19 { 20 // 通过接口id判断返回的接口类型
21 if (IID_IUnknown == riid){ 22 *ppvObject = this; 23 ((IUnknown*)(*ppvObject))->AddRef(); 24 } 25 else if (IID_IComTest == riid){ 26 *ppvObject = (IComTest*)this; 27 ((IComTest*)(*ppvObject))->AddRef(); 28 } 29 else{ 30 *ppvObject = NULL; 31 return E_NOINTERFACE; 32 } 33 return S_OK; 34 } 35
36 ULONG _stdcall CComTest::AddRef() 37 { 38 m_RefCount++; 39 return m_RefCount; 40 } 41
42 ULONG _stdcall CComTest::Release() 43 { 44 m_RefCount--; 45 if (0 == m_RefCount){ 46 delete this; 47 return 0; 48 } 49 return m_RefCount; 50 } 51
52 int _stdcall CComTest::SayHello() 53 { 54 printf("hello COM\r\n"); 55 return 666; 56 }
2.3 COM组件创建工厂
对于组件地外部使用者来说，这个COM组件的类名一般不可知，那么如何创建这个类地实例？由谁来创建？COM规范规定，每个组件都必须实现一个与之对应的类工厂（Class Factory）。类工厂也是一个COM组件，它实现了IClassFactory接口。在IClassFactory的接口函数CreateInstance中，才能使用new操作生成一个COM组件类对象实例。
1 // ComTestFactory.h
2 #pragma once
3 #include <Unknwn.h>
4
5 class CComTestFactory : public IClassFactory 6 { 7 public: 8 CComTestFactory(); 9 ~CComTestFactory(); 10
11 // 实现IUnknown接口
12 virtual HRESULT _stdcall QueryInterface(const IID& riid, void** ppvObject); 13 virtual ULONG _stdcall AddRef(); 14 virtual ULONG _stdcall Release(); 15
16 // 实现IClassFactory接口
17 virtual HRESULT _stdcall CreateInstance(IUnknown *pUnkOuter, const IID& riid, void **ppvObject); 18 virtual HRESULT _stdcall LockServer(BOOL fLock); 19
20 protected: 21 ULONG m_RefCount;//引用计数
22 static ULONG g_ObjNum;//全局创建对象个数
23 };
1 // ComTestFactory.cpp
2 #include "ComTestFactory.h"
3 #include "ComTest.h"
4
5 ULONG CComTestFactory::g_ObjNum = 0; 6
7 CComTestFactory::CComTestFactory() 8 { 9 m_RefCount = 0; 10 g_ObjNum++; 11 } 12
13 CComTestFactory::~CComTestFactory() 14 { 15 g_ObjNum--; 16 } 17
18 // 查询指定接口
19 HRESULT _stdcall CComTestFactory::QueryInterface(const IID &riid, void **ppvObject) 20 { 21 if (IID_IUnknown == riid){ 22 *ppvObject = (IUnknown*)this; 23 ((IUnknown*)(*ppvObject))->AddRef(); 24 } 25 else if (IID_IClassFactory == riid){ 26 *ppvObject = (IClassFactory*)this; 27 ((IClassFactory*)(*ppvObject))->AddRef(); 28 } 29 else{ 30 *ppvObject = NULL; 31 return E_NOINTERFACE; 32 } 33 return S_OK; 34 } 35
36 ULONG _stdcall CComTestFactory::AddRef() 37 { 38 m_RefCount++; 39 return m_RefCount; 40 } 41
42 ULONG _stdcall CComTestFactory::Release() 43 { 44 m_RefCount--; 45 if (0 == m_RefCount){ 46 delete this; 47 return 0; 48 } 49 return m_RefCount; 50 } 51
52 // 创建COM对象，并返回指定接口
53 HRESULT _stdcall CComTestFactory::CreateInstance(IUnknown *pUnkOuter, const IID &riid, void **ppvObject) 54 { 55 if (NULL != pUnkOuter){ 56 return CLASS_E_NOAGGREGATION; 57 } 58 HRESULT hr = E_OUTOFMEMORY; 59 //ComClass::Init();
60 CComTest* pObj = new CComTest(); 61 if (NULL == pObj){ 62 return hr; 63 } 64 hr = pObj->QueryInterface(riid, ppvObject); 65 if (S_OK != hr){ 66 delete pObj; 67 } 68 return hr; 69 } 70
71 HRESULT _stdcall CComTestFactory::LockServer(BOOL fLock) 72 { 73 return NOERROR; 74 }
2.4 COM组件的注册
COM组件需要使用regsvr32工具注册到系统才能被调用，然而COM组件是如何被regsvr32注册的？一个典型的自注册COM组件需要提供4个必需的导出函数：
DllGetClassObject：用于获得类工厂指针
DllCanUnloadNow：系统空闲时会调用这个函数，以确定是否可以卸载COM组件
DllRegisterServer：将COM组件注册到注册表中
DllUnregisterServer：删除注册表中的COM组件的注册信息
DLL还有一个可选的入口函数DllMain，可用于初始化和释放全局变量
DllMain：DLL的入口函数，在LoadLibrary和FreeLibrary时都会调用
1 // ComTestExport.h
2 #include <windows.h>
3
4 extern "C" HRESULT _stdcall DllRegisterServer(); 5 extern "C" HRESULT _stdcall DllUnregisterServer(); 6 extern "C" HRESULT _stdcall DllCanUnloadNow(); 7 extern "C" HRESULT _stdcall DllGetClassObject(__in REFCLSID rclsid, __in REFIID riid, LPVOID FAR* ppv);
1 // ComTestExport.cpp
2 #include "ComTestExport.h"
3 #include "ComTestFactory.h"
4 #include "ComTest.h"
5
6 #include <iostream>
7
8 HMODULE g_hModule; //dll进程实例句柄
9 ULONG g_num; //组件中ComTest对象的个数,用于判断是否可以卸载本组建，如值为0则可以卸载
10
11 int myReg(LPCWSTR lpPath) //将本组件的信息写入注册表,包括CLSID、所在路径lpPath、ProgID
12 { 13 HKEY thk, tclsidk; 14
15 //打开键HKEY_CLASSES_ROOT\CLSID,创建新键为ComTest的CLSID， 16 //在该键下创建键InprocServer32，并将本组件(dll)所在路径lpPath写为该键的默认值
17 if (ERROR_SUCCESS == RegOpenKey(HKEY_CLASSES_ROOT, L"CLSID", &thk)){ 18
19 printf("RegOpenKey ok\r\n"); 20
21 if (ERROR_SUCCESS == RegCreateKey(thk, CLSID_CComTestStr, &tclsidk)){ 22
23 wprintf(L"RegCreateKey %s ok\r\n", CLSID_CComTestStr); 24
25 HKEY tinps32k, tprogidk; 26 if (ERROR_SUCCESS == RegCreateKey(tclsidk, L"InprocServer32", &tinps32k)){ 27
28 printf("RegCreateKey InprocServer32 ok\r\n"); 29
30 if (ERROR_SUCCESS == RegSetValue(tinps32k, NULL, REG_SZ, lpPath, wcslen(lpPath) * 2)){ 31 } 32 RegCloseKey(tinps32k); 33 } 34 RegCloseKey(tclsidk); 35 } 36 RegCloseKey(thk); 37 } 38 //在键HKEY_CLASSES_ROOT下创建新键为COMCTL.CComTest， 39 //在该键下创建子键，并将CCompTest的CLSID写为该键的默认值
40 if (ERROR_SUCCESS == RegCreateKey(HKEY_CLASSES_ROOT, L"COMCTL.CComTest", &thk)){ 41 if (ERROR_SUCCESS == RegCreateKey(thk, L"CLSID", &tclsidk)){ 42 if (ERROR_SUCCESS == RegSetValue(tclsidk, 43 NULL, 44 REG_SZ, 45 CLSID_CComTestStr, 46 wcslen(CLSID_CComTestStr) * 2)){ 47 } 48 } 49 } 50 //这样的话一个客户端程序如果想要使用本组件，首先可以以COMCTL.CComTest为参数调用CLSIDFromProgID函数 51 //来获取CCompTest的CLSID，再以这个CLSID为参数调用CoCreateInstance创建COM对象
52 return 0; 53 } 54
55 extern "C" HRESULT _stdcall DllRegisterServer() 56 { 57 WCHAR szModule[1024]; 58 //获取本组件(dll)所在路径
59 DWORD dwResult = GetModuleFileName(g_hModule, szModule, 1024); 60 if (0 == dwResult){ 61 return -1; 62 } 63 MessageBox(NULL, szModule, L"", MB_OK); 64 //将路径等信息写入注册表
65 myReg(szModule); 66 return 0; 67 } 68
69 int myDelKey(HKEY hk, LPCWSTR lp) 70 { 71 if (ERROR_SUCCESS == RegDeleteKey(hk, lp)){ 72 } 73 return 0; 74 } 75
76 //删除注册时写入注册表的信息
77 int myDel() 78 { 79 HKEY thk; 80 if (ERROR_SUCCESS == RegOpenKey(HKEY_CLASSES_ROOT, L"CLSID", &thk)){ 81 myDelKey(thk, L"{4046FA83-57F0-4475-9381-8818BFC50DDF}\\InprocServer32"); 82 myDelKey(thk, CLSID_CComTestStr); 83
84 RegCloseKey(thk); 85 } 86 if (ERROR_SUCCESS == RegOpenKey(HKEY_CLASSES_ROOT, L"COMCTL.CComTest", &thk)){ 87 myDelKey(thk, L"CLSID"); 88 } 89 myDelKey(HKEY_CLASSES_ROOT, L"COMCTL.CComTest"); 90 return 0; 91 } 92
93 extern "C" HRESULT _stdcall DllUnregisterServer() 94 { 95 //删除注册时写入注册表的信息
96 myDel(); 97 return 0; 98 } 99
100 // 用于判断是否可以卸载本组建, 由CoFreeUnusedLibraries函数调用
101 extern "C" HRESULT _stdcall DllCanUnloadNow() 102 { 103 //如果对象个数为0，则可以卸载
104 if (0 == g_num){ 105 return S_OK; 106 } 107 else{ 108 return S_FALSE; 109 } 110 } 111
112 //用于创建类厂并返回所需接口，由CoGetClassObject函数调用
113 extern "C" HRESULT _stdcall DllGetClassObject(__in REFCLSID rclsid, __in REFIID riid, LPVOID FAR* ppv) 114 { 115 LPOLESTR szCLSID; 116 StringFromCLSID(rclsid, &szCLSID); //将其转化为字符串形式用来输出
117 wprintf(L"rclsid CLSID \"%s\"\n", szCLSID); 118
119 szCLSID; 120 StringFromCLSID(riid, &szCLSID); //将其转化为字符串形式用来输出
121 wprintf(L"riid CLSID \"%s\"\n", szCLSID); 122
123 if (CLSID_CComTest == rclsid){ 124 CComTestFactory* pFactory = new CComTestFactory();//创建类厂对象
125 if (NULL == pFactory){ 126 return E_OUTOFMEMORY; 127 } 128 HRESULT result = pFactory->QueryInterface(riid, ppv);//获取所需接口
129 return result; 130 } 131 else{ 132 return CLASS_E_CLASSNOTAVAILABLE; 133 } 134 } 135
136 // 提供DLL入口；对于动态链接库，DllMain是一个可选的入口函数，在COM组件中是必须有的
137 BOOL APIENTRY DllMain(HMODULE hModule, 138 DWORD ul_reason_for_call, 139 LPVOID lpReserved 140 ) 141 { 142 //获取进程实例句柄，用于获取本组件(dll)路径
143 g_hModule = hModule; 144 switch (ul_reason_for_call) 145 { 146 case DLL_PROCESS_ATTACH: 147 case DLL_THREAD_ATTACH: 148 case DLL_THREAD_DETACH: 149 case DLL_PROCESS_DETACH: 150 break; 151 } 152 return TRUE; 153 }
导出文件（Source.def）：
1 LIBRARY "ComTest_Server"
2 EXPORTS 3 DllCanUnloadNow 4 DllGetClassObject 5 DllUnregisterServer 6 DllRegisterServer
生成完后，使用regsvr32注册到系统中：
> regsvr32 ComTest_Server.dll
3. COM组件使用
COM组件的使用包括：
- 如何创建COM组件
- 如何得到组件对象上的接口以及如何调用接口方法
- 如何管理组件对象（需熟悉COM的引用计数机制）
下面的代码是最一般的步骤：
1 CoInitialize(NULL); // COM库初始化 2 // ...
3 IUnknow *pUnk = NULL; 4 IObject *pObj = NULL; 5 // 创建组件对象，CLSID_XXX为COM组件类的GUID（class id）,返回默认IID_IUnknown接口
6 HRESULT hr = CoCreateInstance(CLSID_XXX,NULL,CLSCTX_INPROC_SERVER,NULL,IID_IUnknown,(void **)&pUnk); 7 if(S_OK == hr) 8 { 9 // 获取接口，IID_XXX为组件接口的GUID（interface id）
10 hr = pUnk->QueryInterface(IID_XXX,(void **)&pObj); 11 if(S_OK == hr) 12 { 13 // 调用接口方法
14 pObj->DoXXX(); 15 } 16 // 释放组件对象
17 pUnk->Release(); 18 } 19 //... 20 // 释放COM库
21 CoUninitialize();
下面我们编写一个客户端，调用之前写的COM组件服务：
1 #include "IComTest.h"
2 #include "ComTest.h"
3 #include <stdio.h>
4
5 int main() 6 { 7 // 初始化COM库
8 CoInitialize(NULL); 9
10 IComTest *pComTest = NULL; 11 HRESULT hResult; 12
13 // 创建进程内COM组件，返回指定接口
14 hResult = CoCreateInstance(CLSID_CComTest, NULL, CLSCTX_INPROC_SERVER, IID_IComTest, (void **)&pComTest); 15 if (S_OK == hResult) 16 { 17 // 调用接口方法
18 printf("%d\r\n", pComTest->SayHello()); 19 // 释放组件
20 pComTest->Release(); 21 } 22 // 释放COM库
23 CoUninitialize(); 24
25 return 0; 26 }
上面的例子和一般步骤不一致，少了QueryInterface，是因为默认返回的就是指定的接口，下面按一般步骤再实现一次：
1 #include "IComTest.h"
2 #include "ComTest.h"
3 #include <stdio.h>
4
5 int main() 6 { 7 // 初始化COM库
8 CoInitialize(NULL); 9
10 IUnknown *pUnk = NULL; 11 IComTest *pComTest = NULL; 12 HRESULT hResult; 13
14 // 创建COM组件，返回默认接口
15 hResult = CoCreateInstance(CLSID_CComTest, NULL, CLSCTX_INPROC_SERVER, IID_IUnknown, (void **)&pUnk); 16 if (S_OK == hResult) 17 { 18 // 查询接口
19 hResult = pUnk->QueryInterface(IID_IComTest, (void **)&pComTest); 20 if (S_OK == hResult) 21 { 22 // 调用接口方法
23 printf("%d\r\n", pComTest->SayHello()); 24 } 25 // 释放组件
26 pComTest->Release(); 27 } 28
29 // 释放COM库
30 CoUninitialize(); 31 return 0; 32 }
是直接创建COM组件并获取接口，还是先创建COM组件得到默认接口再查询其他的接口，需要具体问题具体分析。
4.COM组件运行机制
一个COM组件从编写到最终可以被调用，整个运行流程是怎样的？或者我们再考虑简单一点，COM组件是如何被调用的？