Сущность технологии СОМ. Библиотека программиста

Бокс Дональд

// pDog got AddRefed in QI

// pDog получил AddRef в QI

}

Несмотря на то что все три указателя: pCat, pPug и pUnk – указывают на тот же самый объект, клиент не имеет права компенсировать AddRef, который происходит для pCat и pPug при вызове QueryInterface, вызовами Release для pUnk. Правильный вариант этого кода такой:

cleanup:

if (pCat) pCat->Release;

// use AddRefed ptr

// используем указатель AddRef

if (pPug) pPug->Release;

// use AddRefed ptr

// используем указатель AddRef

Здесь Release

вызывается для того же интерфейсного указателя, для которого и AddRef (что произошло неявно, когда указатель был возвращен из QueryInterface). Это требование предоставляет разработчику значительную гибкость при реализации объекта. Например, объект может решить подсчитывать ссылки на каждый интерфейс, чтобы активным образом использовать ресурсы, которые обычно используются одним определенным интерфейсом на объект.

Еще одна тонкость относится ко второму параметру QueryInterface, имеющему тип void**. Весьма забавно то, что QueryInterface, являющийся основой системы типов СОМ, имеет довольно сомнительный в смысле типа аналог в C++:

HRESULT _stdcall QueryInterface(REFIID riid, void** ppv);

Как было отмечено ранее, клиенты вызывают QueryInterface, передавая объекту указатель на интерфейсный указатель в качестве второго параметра вместе с IID, который определяет тип ожидаемого интерфейсного указателя:

IPug *pPug = 0; hr = punk->QueryInterface(IID_IPug, (void**)&pPug);

К сожалению, для компилятора C++ таким же правильным выглядит и следующее:

IPug *pPug = 0; hr = punk->QueryInterface(IID_ICat, (void**)&pPug);

Даже еще более хитроумный вариант компилируется без ошибок:

IPug *pPug = 0; hr = punk->QueryInterface(IID_IPug, (void**)pPug);

Исходя из того, что правила наследования неприменимы к указателям, такое альтернативное определение QueryInterface нe облегчает проблему:

HRESULT QueryInterface(REFIID riid, IUnknown** ppv);

так как неявное приведение типа к родительскому типу (upcasting) применимо только к объектам и указателям на объекты, а не к указателям на указатели на объекты:

IDerived **ppd; IBase **ppb = ppd;

// illegal

// неверно

To же ограничение применимо в равной мере и к ссылкам на указатели. Следующее альтернативное определение вряд ли более удобно для использования клиентами:

HRESULT QueryInterface(const IID& riid, void* ppv);

так как позволяет клиентам отказаться от приведения типа (cast). К сожалению, это решение не уменьшает количества ошибок (обе из предшествующих ошибок все еще возможны), а устраняя необходимость приведения, уничтожает и видимый индикатор того, что устойчивость типов C++ может оказаться в опасности. Если желательна семантика QueryInterface, то выбор типов аргументов, сделанный корпорацией Microsoft, по крайней мере, разумен, если не надежен или изящен. Простейший путь избежать ошибок, связанных c QueryInterface,– это всегда быть уверенным в том, что IID соответствует типу указателя интерфейса, который

проходит как второй параметр QueryInterface. На самом деле первый параметр QueryInterface описывает «форму» типа указателя второго параметра. Их связь может быть усилена на этапе компиляции с помощью такого макроса предпроцессора С:

#define IID_PPV_ARG(Type, Expr) IID_##type,

reinterpret_cast<void**>(static_cast<Type **>(Expr))

С помощью этого макроса [1] компилятор будет уверен в том, что выражение, использованное в приведенном ниже вызове QueryInterface, имеет правильный тип и что используется соответствующий уровень изоляции (indirecton):

IPug *pPug = 0; hr = punk->QueryInterface(IID_PPV_ARG(IPug, &pPug));

1 Который в значительной мере инспирирован дискуссией между автором и Tye McQueen во время семинара по СОМ.

Этот макрос закрывает брешь, вызванную параметром void**, без каких-либо затрат на этапе выполнения.

Реализация IUnknown

Имея описанные выше образцы клиентского использования, легко видеть, как реализовать методы IUnknown. Примем предложенную выше иерархию типов Dog/Cat. Чтобы определить С++-класс, который реализует интерфейсы IPug и ICat , нужно просто добавить к списку базовых классов самые последние в иерархии наследования версии интерфейсов:

class PugCat : public IPug, public ICat

При использовании наследования компилятор C++ обеспечивает совместимость двоичного представления производного класса с каждым базовым классом. Для класса PugCat это означает, что все объекты PugCat будут содержать указатель vptr, указывающий на таблицу vtbl, совместимую с IPug. Объекты PugCat также будут содержать указатель vptr, указывающий на вторую таблицу vtbl, совместимую с ICat. Рисунок 2.5 показывает, как интерфейсы в качестве базовых классов соотносятся с представлением объектов.

Поскольку все функции-члены в СОМ-определениях интерфейса являются чисто виртуальными, производный класс должен обеспечивать реализацию каждого метода, имеющегося в любом из его интерфейсов. Методы, общие для двух или более интерфейсов (например, QueryInterface, AddRef и т. д.) нужно реализовывать только один раз, так как компилятор и компоновщик инициализируют все таблицы vtbl так, чтобы они указывали на одну реализацию метода. Таков естественный побочный эффект от использования множественного наследования в языке C++.