49226 (597437), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Тема 1.2. Основные технологии доступа к данным и типовые элементы доступа
Во все времена одной из актуальнейших задач, стоящих перед разработчиками ПО, было обеспечение взаимодействия между отдельными программами. Для ее решения используется целый арсенал различных способов и приемов.
На заре существования Windows были внедрены разделяемые файлы, буфер обмена и технология динамического обмена данными (Dynamic Data Exchange, DDE).
Для обеспечения обмена данными и предоставления служб был разработан первый вариант технологии связывания и внедрения объектов (Object Linking and Embedding – OLE 1). она предназначалась для создания составных документов – того, к чему мы все уже давно привыкли. Эта технология была во многом несовершенной, и на смену ей пришла технология OLE 2. Она представляет способ решения более общей проблемы – как научить разные программы предоставлять друг другу собственные функции (службы) и как научить их правильно использовать эти функции.
Для решения этой проблемы помимо OLE был разработан целый ряд технологий. В основе этих разработок лежит базовая технология Component Object Model (COM) - Многокомпонентная Модель Объектов. Она часть ПО предоставляет для использования собственные службы, а другая получает к ним доступ. При этом совершенно не важно, где расположены эти части – в одном процессе, в разных процессах на одном компьютере или на разных компьютерах.
Дополнительные возможности разработчикам распределенных приложений на основе COM дает модификация базовой технологии – распределенная модель COM (Distributed COM, DCOM).
В настоящее время COM используется в самых различных областях разработки ПО. На основе COM разработаны технологии автоматизации (Automation),ActiveX, ActiveForm Microsoft Transaction Server. На базе COM создано большинство новейших продуктов (MS Office, MTS, …) и технологий Windows (Automation, Drag & Drop, ...).
В составе DELPHI работают две динамические библиотеки OLE32.DLL OLEAUT32.DLL, которые содержат базовые интерфейсы и общие функции COM.
1.2.1 Разработка приложений на основе COM
Во все времена одной из актуальнейших задач, стоящих перед разработчиками ПО, было обеспечение взаимодействия между отдельными программами. Для ее решения используется целый арсенал различных способов и приемов.
На заре существования Windows были внедрены разделяемые файлы, буфер обмена и технология динамического обмена данными (Dynamic Data Exchange, DDE).
Для обеспечения обмена данными и предоставления служб был разработан первый вариант технологии связывания и внедрения объектов Object Linking and Embedding – OLE 1. она предназначалась для создания составных документов – того, к чему мы все уже давно привыкли. Эта технология была во многом несовершенной, и на смену ей пришла технология OLE 2. Она предоставляет способ решения более общей проблемы – как научить разные программы предоставлять друг другу собственные функции (службы) и как научить их правильно использовать эти функции.
Для решения этой проблемы помимо OLE был разработан целый ряд технологий. В основе этих разработок лежит базовая технология Component Object Model (COM) – Многокомпонентная Модель Объектов. Она описывает способ взаимодействия программ любого типа. Одна часть ПО предоставляет для использования собственные службы, а другая получает к ним доступ. При этом совершенно не важно, где расположены эти части – в одном процессе, в разных процессах на одном компьютере или на разных компьютерах.
Для созданных на основе спецификаций COM приложений также неважно, какой язык программирования использовался при их разработке – если стандарт COM соблюден, взаимодействие осуществляется без помех.
В настоящее время COM используется в самых различных областях разработки ПО. На основе COM разработаны технологии Автоматизации (Automation), ActiveX, ActiveForm Microsoft Transaction Server.
В составе Delphi работают две динамические библиотеки OLE32.dll OLEAUT32.dll, которые содержат базовые интерфейсы и общие функции COM.
COM – это технология, позволяющая объектам взаимодействовать, несмотря на границы процесса или машины, так же легко, как и объектам внутри одного процесса. COM обеспечивает такое взаимодействие, определяя, что единственный путь управления данными, ассоциированными с объектом, лежит через интерфейс объекта. Термин «интерфейс», о котором речь пойдет чуть ниже, означает реализацию в коде COM-совместимого двоичного интерфейса, ассоциированного с объектом.
СОМ – общая технология взаимодействия объектов стандартизующая как сами объекты, так и методы их взаимодействия. Это спецификация, строящаяся на базе эталонных реализаций. COM является платформно-независимой, объектно-ориентированной технологией, позволяющей создавать бинарные компоненты. Эти компоненты можно использовать как локально, так и в распределенном сетевом окружении. COM служит основой для: OLE (технология составных документов), ActiveX-объектов и элементов управления ActiveX, DCOM, COM+.
DCOM (Distributed COM) – это расширение COM, делающее эту модель распределенной, то есть позволяющей вызывать COM-объекты, находящиеся на другом компьютере в сети.
COM+ – это эволюция COM и MTS. COM+ полностью встроен в Windows 2000. Он существенно расширяет возможности своих предшественников. COM+ обратно совместим с DCOM, MTS и COM, и позволяет создавать распределенные приложения, клиентские части которых можно запускать на старых ОС (Windows 9x и Windows NT).
Напомним, что в модели COM все основано на интерфейсах. Интерфейс - это контракт между реализующим данный интерфейс компонентом и клиентом, представленный набором определений методов (ничего кроме определений методов в интерфейс включать нельзя). Один и тот же интерфейс могут реализовать различные компоненты, написанные на разных языках, но любой компонент, реализующий данный интерфейс, гарантирует полную реализацию его семантики, т.е. определенный набор методов.
COM-объект
В технологии COM приложение предоставляет для использования свои службы, применяя для этого объекты COM. Одно приложение содержит как минимум один объект. Каждый объект имеет один или несколько интерфейсов. Каждый интерфейс объединяет методы объекта, которые обеспечивают доступ к свойствам (данным) и выполнение операций. Обычно в интерфейсе объединяются все методы, выполняющие операции одного типа или работающие с однородными свойствами.
Клиент получает доступ к службам объекта только через интерфейс и его методы. Этот механизм является ключевым. Клиенту достаточно знать несколько базовых интерфейсов, чтобы получить исчерпывающую информацию о составе свойств и методов объекта. Поэтому любой клиент может работать с любым объектом, независимо от их среды разработки. Согласно спецификации COM, уже созданный интерфейс не может быть изменен ни при каких обстоятельствах. Это гарантирует постоянную работоспособность приложений на основе COM, невзирая на любые модернизации.
Объект всегда работает в составе сервера COM. Сервер может быть динамической библиотекой или исполняемым файлом. Объект может иметь собственные свойства и методы или использовать данные и службы сервера.
Для доступа к методам объекта клиент должен получить указатель на соответствующий интерфейс. Для каждого интерфейса существует собственный указатель. После чего клиент может использовать службы объекта, просто вызывая его методы. Доступ к свойствам объектов осуществляется только через его методы.
Предположим, что объект COM встроен в электронную таблицу и обеспечивает доступ к математическим операциям. Будет логично разделить математические функции на группы по типам и создать для каждой группы собственный интерфейс. Например, можно выделить линейные, тригонометрические, агрегатные функции и т.д. На рис. 1. объект расположен внутри сервера – электронной таблицы. Интерфейсы обозначены кружками, связанными с объектом. Пусть интерфейс линейных функций называется ILinear, а интерфейс агрегатных функций –IAggregate.
Объект СОМ – это некоторая сущность, имеющая состояние и методы доступа, позволяющие изменять это состояние. СОМ-объекты можно создавать прямым вызовом специальных функций, но напрямую уничтожить его невозможно. Вместо прямого уничтожения используется механизм самоуничтожения, основанный на подсчете ссылок. Самым близким аналогом в объектно-ориентированных языках программирования является понятие объекта в языке Java.
Так, в COM присутствует понятие класса. Класс в COM носит название CoClass.
Рис. 1. Сервер, объект и его интерфейсы
Согласно правилам обозначения объектов COM, базовый интерфейс IUnknown, который имеется у любого объекта, обозначается как кружок, примыкающий к верхней стороне прямоугольника объекта. Остальные интерфейсы обозначаются справа и слева.
Рис.2. Схема взаимодействия клиента и объекта COM
Чтобы получить доступ к агрегатной функции расчета среднего, клиент должен получить указатель на интерфейс IAgregate, а затем обратится к этой функции.
Взаимодействие между клиентом и объектом обеспечивается базовыми механизмами COM. При этом от клиента скрыто, где именно расположен объект: в адресном пространстве того же процесса, в другом процессе или на другом компьютере. Поэтому с точки зрения разработчика клиентского ПО использование функций электронной таблицы выглядит как обычное обращение к методу объекта. Механизм обеспечения взаимодействия между удаленными элементами COM называется маршалингом (marshalling).
Возникает вопрос – как происходит создание и инициализация объекта COM при первом обращении клиента? Сомнительно, чтобы ОС самостоятельно создавала экземпляры всех зарегистрированных в ней классов в надежде, что один их них понадобится. А ведь для работы объекта требуются еще и серверы. Представьте, что каждый раз при загрузке Windows настойчиво запускает Word, excel, Internet Explorer и т.д.
Любой объект COM является обычным экземпляром некоторого класса, описывающего его свойства и методы. Информация обо всех зарегистрированных и доступных в данной ОС классах COM собрана в специальной библиотеке COM, которая используется для запуска экземпляра класса – объекта.
Сначала объект обращается к библиотеке COM, передавая ей имя требуемого класса и необходимого в первую очередь интерфейса. Библиотека находит нужный класс и сначала запускает сервер, который затем создает объект – экземпляр класса. После этого библиотека возвращает клиенту указатели на объект и интерфейс. В последующей работе клиент может обращаться непосредственно к объекту и его интерфейсам.
После создания наступает очередь инициализации – объект должен загрузить необходимые данные, считать настройки из системного реестра и т.д. за это отвечают специальные объекты COM, которые называются моникерами (monikers). Они работают скрытно от клиента. Обычно моникер создается вместе с классом.
Довольно реальной представляется ситуация, когда одновременно несколько клиентов обращаются к одному объекту. При соответствующих настройках для каждого клиента создается отдельный экземпляр класса. За выполнение этой операции отвечает специальный объект COM, который называется фабрикой класса.
Наконец, остался не рассмотренным последний вопрос – как клиент может получить информацию об объекте. Например, разработчик клиентского ПО знает, что электронная таблица создана в соответствии со спецификацией COM, но не имеет понятия об объектах COM, которые предоставляют клиентам ее службы. Для разрешения подобных ситуаций разработчик объекта COM может распространять вместе с объектом информацию о типе. Она включает сведения об интерфейсах, их свойствах и методах, параметрах методов.
Эта информация содержится в библиотеке типов, которая создается при помощи специального языка описания интерфейса (Interface Definition Language, IDL).
Объект
Центральным элементом COM является объект. Приложения, поддерживающие COM, имеют в своем составе один или несколько объектов COM. Каждый объект представляет собой экземпляр соответствующего класса и содержит один или несколько интерфейсов. Что же такое объект COM?
Любой объект является экземпляром некоторого класса, т.е. представляет собой переменную объектного типа. Поэтому объект обладает набором свойств и методов, которые работают с этими свойствами. К объектам применимы три основные характеристики: инкапсуляция, наследование и полиморфизм. Объекты COM всем этим требованиям удовлетворяют.
Применительно к объектам вообще понятие интерфейса объекта, как он был определен выше, не используется. В первом приближении можно считать, что все методы объекта составляют его единственный интерфейс, а указателем интерфейса является указатель на объект.
Объект COM может иметь любое число интерфейсов (если это число больше нуля), причем каждый интерфейс обладает собственным указателем. Это первое отличие объектов COM от обычных.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
