C++中COM组件初始化方法实例分析

什么是COM组件

COM（Component Object Model）是一种基于Windows操作系统的二进制接口标准，用于组件化应用程序的开发和集成。COM组件是可以独立被调用和管理的二进制对象模块，因为它们可以被跨语言、跨平台地使用。

COM组件初始化方法

COM组件的初始化方法有两种：基于CoCreateInstance的懒加载和基于DllGetClassObject的预加载。懒加载是在调用COM对象之后才会将自己放在进程内存空间中，而预加载则是在进程启动时就将所有COM对象放置在内存空间中。

基于CoCreateInstance的懒加载

基于CoCreateInstance的懒加载方法的示例代码如下：

#include <objbase.h>
#include "MyCOMObject.h"

HRESULT MyCOMObjectCreateInstance(REFCLSID rclsid, REFIID riid, void** ppvObj)
{
    MyCOMObject* pObj = new MyCOMObject();
    if (!pObj)
    {
        return E_OUTOFMEMORY;
    }

    HRESULT hr = pObj->QueryInterface(riid, ppvObj);
    if (FAILED(hr))
    {
        delete pObj;
        pObj = NULL;
    }

    return hr;
}

int main()
{
    CoInitialize(NULL);

    IMyCOMObject* pObj = NULL;
    HRESULT hr = CoCreateInstance(CLSID_MyCOMObject, NULL, CLSCTX_INPROC_SERVER,
                                  IID_IMyCOMObject, (void**)&pObj);
    if (FAILED(hr))
    {
        return hr;
    }

    // 使用COM对象
    pObj->DoSomething();

    // 释放COM对象
    pObj->Release();

    CoUninitialize();
}

在这个示例代码中，MyCOMObjectCreateInstance是用于创建COM对象实例的函数，这个函数会在调用CoCreateInstance函数时被调用。在这个函数里，我们通过new运算符创建了一个MyCOMObject的实例，并且通过QueryInterface函数将其转换成了需要创建的COM组件的接口类型。如果创建COM对象实例失败会返回错误码，成功则将COM对象指针传递回去。

在main函数中，首先调用CoInitialize函数进行COM初始化，然后使用CoCreateInstance函数创建COM对象实例，COM对象的GUID、所在.dll文件以及请求的接口类型都在这里确定。创建COM对象实例的函数MyCOMObjectCreateInstance就会被调用，它会返回COM组件的指针句柄，在之后的代码中我们通过这个句柄调用COM对象的方法。

基于DllGetClassObject的预加载

基于DllGetClassObject的预加载方法的示例代码如下：

#include <windows.h>
#include <objbase.h>
#include "MyCOMObject.h"

HRESULT MyCOMObjectCreateInstance(REFCLSID rclsid, REFIID riid, void** ppvObj)
{
    MyCOMObject* pObj = new MyCOMObject();
    if (!pObj)
    {
        return E_OUTOFMEMORY;
    }

    HRESULT hr = pObj->QueryInterface(riid, ppvObj);
    if (FAILED(hr))
    {
        delete pObj;
        pObj = NULL;
    }

    return hr;
}

class MyCOMClassFactory : public IClassFactory
{
public:
    // IUnknown
    STDMETHOD(QueryInterface)(REFIID riid, LPVOID FAR* ppvObj)
    {
        if (IsEqualIID(riid, IID_IUnknown) ||
            IsEqualIID(riid, IID_IClassFactory))
        {
            *ppvObj = static_cast<IClassFactory*>(this);
            AddRef();
            return S_OK;
        }

        *ppvObj = NULL;
        return E_NOINTERFACE;
    }
    STDMETHOD_(ULONG, AddRef)()
    {
        return InterlockedIncrement(&m_cRef);
    }
    STDMETHOD_(ULONG, Release)()
    {
        LONG lRefCount = InterlockedDecrement(&m_cRef);
        if (lRefCount == 0)
        {
            delete this;
        }

        return lRefCount;
    }

    // IClassFactory
    STDMETHOD(CreateInstance)(LPUNKNOWN pUnkOuter,
                              REFIID riid,
                              LPVOID FAR* ppvObj)
    {
        return MyCOMObjectCreateInstance(CLSID_MyCOMObject, riid, ppvObj);
    }
    STDMETHOD(LockServer)(BOOL fLock)
    {
        // Not implemented for this example
        return E_NOTIMPL;
    }

private:
    LONG m_cRef;
};

class MyCOMModule : public IUnknown
{
public:
    // IUnknown
    STDMETHOD(QueryInterface)(REFIID riid, VOID** ppvObj)
    {
        if (IsEqualIID(riid, IID_IUnknown) ||
            IsEqualIID(riid, IID_IClassFactory))
        {
            *ppvObj = this;
            AddRef();
            return S_OK;
        }

        *ppvObj = NULL;
        return E_NOINTERFACE;
    }

    STDMETHOD_(ULONG, AddRef)()
    {
        return InterlockedIncrement(&m_cRef);
    }

    STDMETHOD_(ULONG, Release)()
    {
        LONG lRefCount = InterlockedDecrement(&m_cRef);
        if (lRefCount == 0)
        {
            delete this;
        }

        return lRefCount;
    }

    MyCOMModule()
    {
        m_pClassFactory = new MyCOMClassFactory;
    }

    ~MyCOMModule()
    {
        if (m_pClassFactory)
        {
            m_pClassFactory->Release();
            m_pClassFactory = NULL;
        }
    }

    STDMETHOD(RegisterServer)()
    {
        // Not implemented for this example
        return S_OK;
    }

    STDMETHOD(UnregisterServer)()
    {
        // Not implemented for this example
        return S_OK;
    }

    STDMETHOD(GetClassObject)(REFCLSID rclsid, REFIID riid, VOID** ppvObj)
    {
        if (IsEqualCLSID(rclsid, CLSID_MyCOMObject))
        {
            return m_pClassFactory->QueryInterface(riid, ppvObj);
        }

        return E_FAIL;
    }

private:
    MyCOMClassFactory* m_pClassFactory;
    LONG m_cRef;
};

MyCOMModule* g_pModule = NULL;

BOOL APIENTRY DllMain(HMODULE hModule,
                      DWORD  ul_reason_for_call,
                      LPVOID lpReserved)
{
    switch (ul_reason_for_call)
    {
    case DLL_PROCESS_ATTACH:
        g_pModule = new MyCOMModule();
        break;

    case DLL_PROCESS_DETACH:
        if (g_pModule)
        {
            g_pModule->Release();
            g_pModule = NULL;
        }
        break;
    }
    return TRUE;
}

在这个示例代码中，我们需要用到创建COM对象实例的函数MyCOMObjectCreateInstance，它与前面基于CoCreateInstance懒加载的示例代码相同。

另外，我们需要自定义一个实现了IClassFactory接口的类MyCOMClassFactory，在其中实现了CreateInstance和LockServer方法，其中CreateInstance方法调用之前提到的MyCOMObjectCreateInstance函数来创建COM对象实例并返回指针句柄。LockServer方法则用于锁定COM组件非核心部分的类对象在内存中的计数器。

我们还定义了一个自定义的MyCOMModule类，实现了IUnknown接口，其中包括了一个m_pClassFactory成员变量，它的类型是之前我们定义的MyCOMClassFactory。MyCOMModule还重载了GetClassObject方法，根据传进来的clsid来创建COM对象实例。在DLLMain函数中会实例化MyCOMModule类并将其存储在全局变量中。当调用CoCreateInstance时，COM会调用MyCOMModule的GetClassObject函数来创建COM对象。

最后，我们需要将这个DLL文件注册到系统中，可以使用regsvr32.exe来执行这个操作。

小结

本文介绍了C++中COM组件的初始化方法，包括基于CoCreateInstance的懒加载和基于DllGetClassObject的预加载。在示例代码中，我们使用了一个简单的COM对象MyCOMObject来说明这两种初始化方法的使用。为了预加载COM对象的示例代码更加复杂，我们添加了自定义的MyCOMClassFactory和MyCOMModule类。