СОМ может применяться для создания программ любых типов, в частности DirectX использует эту технологию. Поэтому мы и вынуждены сделать небольшой экскурс в эту тему.
Первоначально для всей группы технологий, в основе которых лежит СОМ, корпорацией Microsoft было предложено общее имя - OLE. Затем, по мере развития и дополнения технологии, это название менялось. Например, однажды оно стало ActiveX, но программисты со стажем часто так и продолжают пользоваться термином OLE (сейчас это не является аббревиатурой) для обозначения данной группы технологий.
СОМ - не язык, не протокол. Это метод взаимодействия между программами и способ создания программ.
функции программы, доступные для использования другим программам, называются сервисами. СОМ определяет стандартный механизм, с помощью которого одна часть программного обеспечения предоставляет свои сервисы другой.
Для нас особенно важно то, что технология СОМ также является независимой от языка программирования. Физически приложение, предоставляющее сервисы, может быть реализовано в виде обычного выполнимого модуля, либо, чаще всего, реализовано в виде библиотеки. Как и в случае обычных библиотек, неважно, в какой программной системе созданы серверы и использующие их клиенты. В случае с обычной DLL-библиотекой клиенту достаточно знать адрес точки входа нужной функции и в определенный момент передать управление по этому адресу. Тот факт, что библиотека должна предоставлять не обычные функции, а методы объектов, внес в эту схему некоторые изменения, о которых мы поговорим позже.
Контроль версии
Сервером может быть целый программный комплекс, а не один-единственный файл.
При распространении библиотеки ее обычно помещают в какой-либо общедоступный каталог, например системный. Это вам знакомо, поскольку встречалось при установке программ. Наверняка вам известны и возникающие при этом проблемы. Например, при самостоятельном удалении таких программ сопутствующие библиотеки могут остаться, хотя больше никто их не использует.
Если же сервер представляет собой не один файл, а внушительный набор модулей, то размещение его целиком в системном каталоге принесло бы массу дополнительных проблем пользователю, который не сможет правильно определить назначение каждого файла из десятка установленных в системном каталоге.
Перед разработчиками операционной системы стояла следующая задача: необходимо предоставить клиенту возможность доступа к серверу независимо от места его физического расположения. Пусть пользователь устанавливает программы там, где это ему необходимо, хоть и не в общедоступном каталоге, а клиентские программы должны получать доступ к серверу, где бы он ни располагался.
Один из способов решения задачи таков: при установке программы в файл автозагрузки дописывается строка, объявляющая каталог устанавливаемой программы доступным для всех приложений. Теперь при каждом поиске файла система будет заглядывать и в этот каталог. Подобное решение малоэффективно и удовлетворительным являлось лишь два десятилетия назад, когда на одном компьютере установить больше десятка крупных программ практически было невозможно. Сегодня же на компьютере пользователя могут быть установлены одновременно сотни приложений, и блуждание по каталогам может оказаться чересчур долгим. К тому же библиотеки разных производителей, с различным набором функций, могут быть случайно названы одинаково, и клиенту первым может попасться не тот сервер, который он ищет.
Итак, клиент в любой момент должен иметь точную информацию о текущем расположении нужного ему сейчас сервера.
Найденное разработчиками решение состоит в использовании базы данных установленных программ. Такая база данных носит название реестр. Функции ее гораздо шире названной мною, но я сосредоточусь только на ней. При установке сервер записывает в реестр свой уникальный идентификатор и, как минимум, информацию о собственном физическом расположении. Клиент при вызове сервера обращается к базе данных установленных программ, ориентируясь по идентификатору, находит и загружает либо запускает сервер. Клиенту, в принципе, можно и не знать имени необходимой библиотеки, главное должен быть известен ее идентификатор. Схема взаимодействия клиента и сервера мною упрощена, напрямую они не общаются, но, надеюсь, основное я сумел донести.
Глобальный вопрос, мучающий впервые прикоснувшихся к этой теме, можно сформулировать так: "Почему это здесь?". DirectX является частью операционной системы, он неизбежно присутствует в ней сразу же после установки. Хоть он и реализован в виде набора файлов, но помещаются они всегда в системный каталог, и ничего зазорного в этом для системных файлов нет. Первый, но не самый главный, ответ на этот вопрос вы уже получили: разработчики стремились отразить требование сегодняшнего дня, связанное с поддержкой ООП на уровне операционной системы. Приступая к разработке DirectX, разработчики корпорации Microsoft задались целью создать набор объектно-ориентированных библиотек, и СОМ-модель подходит здесь как нельзя лучше.
Подчеркну, что данная книга не является официальным документом, все, что вы в ней читаете, является мыслями автора, и не более. Многие мысли основаны на официальных документах, но далеко не все.
Например, я твердо убежден, что DirectX можно было бы и не строить на основе СОМ-модели. Для обеспечения его функциональности технологии использования "обычных" библиотек вполне достаточно, а для графической части системы ООП является подспорьем незначительным. Тем более что в технологии СОМ имеются ограничения с точки зрения традиционного ООП, а новичкам изучение СОМ часто тяжело дается. Нередко для наглядности при изучении парадигмы ООП прибегают к визуальным иллюстрациям, но сама техника программирования компьютерной графики очень хорошо описывается и стародавним процедурным подходом.
Итак, если бы DirectX не был основан на СОМ, он в чем-то, может быть, и выиграл. Но это не значит, что весомых оснований в решении разработчиков построить DirectX именно на основе СОМ-технологии нет.
Существенное преимущество СОМ-серверов перед обычными библиотеками состоит в облегчении контроля версии сервера. С самого начала работы над DirectX его разработчики были убеждены в том, что одной версией они не ограничатся, и каждая последующая версия продукта будет снабжена новыми, дополнительными функциями. А некоторые прежние функции будут изменяться, например, в связи с устранением ошибок.
В случае с традиционными DLL каждое новое обновление продукта порождает у разработчиков массу проблем. Можно новые функции располагать в библиотеках с новым именем, а старые функции клиентами будут загружаться из прежних библиотек. Это плохо, поскольку влечет потери времени.
Если же новая версия сервера реализована физически в файлах с прежним названием, как серверу узнать, запрашивает ли клиент старую версию функции или новую? Ведь наряду с клиентами, появившимися после выхода новой версии сервера, его будут использовать и клиенты, созданные до появления новой версии. Эти клиенты ничего не знают о новых функциях и изменениях в реализации функций, носящих прежнее имя. Конечно, в библиотеку можно поместить информацию о версии продукта, но тогда в коде каждой функции надо хранить информацию о том, к какой версии сервера она относится. Если добавляется очень много функций, то все это выливается в массу проблем для разработчиков сервера и клиентов.
Вдобавок остается проблема с беспорядочным размещением файлов библиотек на диске: одни и те же файлы могут многократно копироваться на жестком диске в разные каталоги. Или поверх обновленной версии может быть установлена более старая.
Технология СОМ тем и отличается от традиционных библиотек, что хорошо приспособлена к решению проблемы контроля версии сервера. Хочу подчеркнуть, что все эти проблемы устранимы и в схеме традиционных DLL, но решения получаются громоздкими и способны привести к ошибкам. С использованием же технологии СОМ появляется гарантия, что сервер не будет установлен многократно, а клиент станет получать именно запрашиваемый набор функций.
СОМ-объекты
Как уже отмечалось, технология СОМ появилась вслед за возникшей потребностью программистов получить реализацию парадигмы ООП. В СОМ любая часть программного обеспечения реализует свои сервисы как один или несколько объектов СОМ.