Сущность технологии СОМ. Библиотека программиста

Бокс Дональд

Разработчики, обозначающие свои классы ThreadingModel= «Apartment», указывают на то, что экземпляры этих классов могут быть доступны только из одного потока в течение всей жизни объекта. Следонательно, нет необходимости защищать режим экземпляра, а нужно защищать только режим, общий для нескольких экземпляров класса, о чем упоминалось ранее. Разработчики, обозначающие свои классы ThreadingModel="Free" или ThreadingModel="Both" устанавливают для экземпляров своего класса режим работы в МТА, что означает, что единовременно возможен доступ только к одному экземпляру класса. Поэтому разработчики должны защищать все ресурсы, используемые одним экземпляром, от параллельного доступа. Это относится не только к общим статическим переменным, но также к элементам данных экземпляра. Для объектов, расположенных в динамически распределяемой области памяти, это означает, что элемент данных, отвечающий за счетчик ссылок, должен быть защищён с помощью InterlockedIncrement/InterlockedDecrement,

как было показано в главе 2. Любое другое состояние экземпляра класса также должно быть защищено.

На первый взгляд, совершенно не понятно, зачем существует ThreadingModel="Free", поскольку требования для работы в МТА выглядят как расширенный набор требований соответствия STA. Если разработчик объекта планирует рабочие потоки, которым необходим доступ к объекту, то очень полезно предотвратить создание объекта в каком-либо STA. Дело в том, что рабочие потоки не могут входить в STA, где живет объект, и поэтому вынуждены работать в другом апартаменте. Если класс обозначен ThreadingModel="Both" и запрос на активацию исходит от STA– потока, то объект будет существовать в STA. Это означает, что рабочие потоки (которые будут работать в МТА) должны обращаться к объекту через межапартаментные вызовы методов, значительно менее эффективные, нежели внутриапартаментные вызовы. Тем не менее, если класс помечен как ThreadingModel="Free", то любые запросы на активацию со стороны STA вызовут создание нового экземпляра в МТА, где любые рабочие потоки смогут иметь прямой доступ к объекту. Это означает, что при вызове клиентом, размещенным в STA, методов такого объекта, эффективность будет сниженной, в то время как рабочие потоки будут обрабатываться с большей эффективностью. Это является приемлемым компромиссом, если рабочие потоки будут обращаться к объекту чаще, чем действующий клиент из STA. Было бы весьма соблазнительно смягчить правила СОМ и записать, что не будет ошибкой прямо обращаться к некоторым объектам из более чем одного апартамента. Однако в общем случае это неверно, особенно для объектов, которые используют другие объекты для своей работы.

Межапартаментный доступ

Для того чтобы объекты могли находиться в апартаментах, отличных от апартаментов клиента, в СОМ предусмотрена возможность экспорта интерфейсов из одного апартамента и импорта их в другой. Чтобы сделать интерфейс объекта видимым вне апартамента этого объекта, нужно экспортировать этот интерфейс. Чтобы сделать внешний интерфейс видимым внутри апартамента, нужно импортировать этот интерфейс. Когда интерфейс импортирован, то результирующий интерфейсный указатель ссылается на заместитель, доступ к которому разрешен для любого потока в импортирующем апартаменте [1] . Обязанностью заместителя является передача управления обратно в апартамент объекта для того, чтобы удостовериться, что все вызовы метода выполняются в нужном апартаменте. Эта передача управления от одного апартамента к другому называется удaленным вызовом метода (method remoting ) и является механизмом действия всех межпотоковых, межпроцессных и межмашинных связей в СОМ.

1 Если импортирующий апартамент – тот, к которому принадлежит объект, то заместители не используются и импортированный указатель будут указывать прямо на объект.

По умолчанию удаленный вызов метода использует имеющийся в СОМ протокол передачи ORPC (Object Remote Procedure Call – вызов объектом удаленной процедуры). СОМ ORPC является упрощенным протоколом MS-RPC (протокол вызова удаленной процедуры Microsoft), производным от DCE (Distributed Computing Environment – распределенная вычислительная среда). MS-RPC является независимым от протокола механизмом связи, который можно расширять с целью поддержки новых транспортных протоколов (посредством динамически загружаемых транспортных DLL) и новых пакетов аутентификации (посредством динамически загружаемых библиотек поставщика поддержки безопасности Security Support Provider DLL ). СОМ использует наиболее эффективный на доступных транспортных протоколов в зависимости от подобия и типов импортирующего и экспортирующего апартаментов. При связи вне хост-машины СОМ предпочитает UDP (User Datagram Protocol – протокол передачи дейтаграмм пользователя), хотя и поддерживает большинство общеупотребительных сетевых протоколов [2] . При локальной связи СОМ использует один из нескольких транспортных протоколов, каждый из которых оптимален для определенного типа апартаментов.

2

Предпочтение UDP перед TCP (Transmission Control Protocol) – протоколом управления передачей – отдается из-за чрезмерных непроизводительных издержек при установке связи, обесчечиваемой TCP. СОМ, подобно DCE RPC, располагает информацию о своей безопасности и синхронизации протоколов ярусами в заголовках пакетов, используемых для передачи первого запроса RPC. Поскольку основанные на СОМ системы имеют тенденцию устанавливать и прерывать множество временных связей, то UDP является наилучшим выбором. При использовании передачи дейтаграмм, таких как UDP, динимическая библиотека RPC каждый раз выполняет коррекцию ошибок и алгоритмы контроля над потоком/перегрузкой.ТСР.

СОМ осуществляет передачу интерфейсных указателей через границы апартаментов с помощью особой технологии, именуемой маршалингом (marshaling), тo есть расположением в определенном порядке, выстраиванием. Маршалинг интерфейсного указателя – это преобразование его в передающийся байтовый поток, содержимое которого единственным образом идентифицирует объект и его собственный апартамент. Этот байтовый поток является маршалированным состоянием (marshaled state) интерфейсного указателя и дает возможность любому апартаменту импортировать интерфейсный указатель и осуществлять вызовы метода на объект. Отметим, что поскольку СОМ имеет дело исключительно с интерфейсными указателями, а не с самими объектами, это состояние маршалинга не представляет собой состояние объекта, а скорее преобразованное в последовательную форму (serialized) состояние не зависящей от апартаментов ссылки на объект. Такие маршалированные объектные ссылки просто содержат информацию об установлении связи, которая совершенно не зависит от состояния объекта.

Обычно указатели интерфейса маршалируются неявно как часть стандартной операции СОМ. Когда запрос на внутрипроцессную активацию сделан для класса с несовместимой моделью поточной обработки, СОМ неявно маршалирует интерфейс из апартамента объекта и демаршалирует заместитель в апартаменте клиента. Если сделан запрос на внепроцессную или внехостовую активацию, то СОМ также маршалирует результирующий указатель из апартамента объекта и демаршалирует заместитель для клиента. Если вызовы метода выполняются на заместители, то любые интерфейсные указатели, проходящие в качестве параметров метода, будут маршалированы с целью сделать объектные ссылки доступными в апартаментах и клиента, и объекта. Иногда необходимо маршалировать интерфейсы явным образом из одного апартамента в другой вне контекста запроса на активацию или вызова метода. Для поддержки этого режима в СОМ предусмотрена API-функция низкого уровня CoMarshalInterface , предназначенная для явного маршалинга интерфейсных указателей.

CoMarshalInterface принимает на входе интерфейсный указатель и записывает преобразованное в последовательную форму представление указателя в предоставленный вызывающим объектом байтовый поток. Этот байтовый поток может затем быть передан в другой апартамент, где API-функция CoUnmarshalInterface использует байтовый поток для возвращения интерфейсного указателя, который семантически эквивалентен исходному объекту, и к которому можно легально обращаться в апартаменте, выполняющем вызов функции CoUnmarshalInterface. При вызове CoMarshalInterface вызывающий объект должен указать, насколько далеко может располагаться импортирующий апартамент. В СОМ определен список рекомендуемых расстояний:

typedef enum tagMSHCTX

{

MSHCTX_INPROC = 4,

// in-process/same host

// внутрипроцессный/тот же хост

MSHCTX_LOCAL = 0,

// out-of-process/same host

// внепроцессный/тот же хост

MSHCTX_NOSHAREDMEM = 1,

// 16/32 bit/same host

// 16/32-битный/тот же хост

MSHCTX_DIFFERENTMACHINE = 2

// off-host

// внехостовый

} MSHCTX;

Допускается указывать большую дистанцию, чем необходимо, но для большей эффективности следует использовать по мере возможности корректное значение MSHCTX. CoMarshalInterface также позволяет вызывающему объекту специфицировать семантику маршалинга с помощью следующих специфических флагов:

typedef enum tagMSHLFLAGS

{

MSHLFLAGS_NORMAL,

// marshal once, unmarshal once

// маршалируем один раз, демаршалируем один раз

MSHLFLAGS_TABLESTRONG,

// marshal опсе, unmarshal many

// маршалируем один раз. демаршалируем много раз

MSHLFLAGS_TABLEWEAK,

// marshal once, unmarshal many

// маршалируем один раз, демаршалируем много раз

MSHLFLAGS_NOPING = 4,

// suppress dist. garbage collection

// подавляем ненужный набор дистанций

} MSHLFLAGS;

Нормальный (normal) маршалинг, иногда его называют еще маршалингом вызовов (call marshaling), означает, что маршалированная объектная ссылка должна быть демаршалирована только один раз, а если нужны дополнительные заместители, то требуются дополнительные вызовы CoMarshalInterface. Табличный (table) маршалинг означает, что маршалированная объектная ссылка может быть демаршалирована нуль и более раз без требования дополнительных вызовов CoMarshalInterface. Подробности табличного маршалинга будут описаны далее в этой главе.