Взаимодействие программ — интеграция приложени: технология COM — основные принципы, типы и правила построения программных интерфейсов, достоинства и недостатки

Преимущества использования компонентов

COM обеспечивает создание распределенных модульных систем в архитектуре "клиент-сервер". COM имеет следующие преимущества по сравнению с традиционной архитектурой программных систем:

1. COM предоставляет стандартный набор функций для доступа к провайдеру сервиса (COM-серверу), получения информации о предоставляемых им сервисах и вызова требуемого сервиса. В качестве COM-сервера может выступать операционная система или приложение.

2. COM использует объектно-ориентированные концепции для обеспечения модульности при построении сложных распределенных систем, а также для повторного использования готовых компонентов и их разработки с сохранением совместимости с предыдущими версиями.

3. COM реализует модель вычислений "клиент-сервер", что обеспечивает преимущества распределенной обработки данных.

4. COM обеспечивает вызов сервисов в сетевом окружении, независимо от расположения COM-сервера.

Использование программных компонентов, разработанных на основе технологии COM, значительно расширяет возможности разработчиков приложений, конечных пользователей и предприятий:

1. Разработчики приложений могут повысить эффективность своей работы за счет создания легко масштабируемых систем на базе готовых компонентов, а также получают возможность встраивать компоненты собственной разработки в существующие системы.

2. Конечные пользователи получают широкий выбор готовых стандартизированных программных компонентов, которые они могут использовать в своих системах.

3. Предприятия также могут использовать преимущества компонентного подхода, так как доступность готовых программных компонентов общего назначения позволяет сконцентрироваться на разработке компонентов, специфичных для сферы бизнеса данного предприятия. Компонентная архитектура также позволяет создавать интерфейсы к существующим корпоративным системам и предоставлять объектно-ориентированный доступ к их данным.

Кроме очевидных способности приложения эволюционировать с течением времени, удобства и гибкости при модернизации существующих приложений, создание программ из компонентов имеет другие достоинства.

Адаптация приложений. Пользователи часто хотят подстроить приложения к своим нуждам. Конечные пользователи предпочитают, чтобы приложение работало так, как они привыкли. Компонентные архитектуры хорошо приспособлены для адаптации, так как любой компонент можно заменить другим, более соответствующим потребностям пользователя.

Библиотеки компонентов. Одна из самых многообещающих сторон внедрения компонентной архитектуры - быстрая разработка приложений. Компоненты, помещенные в библиотеку, можно использовать как детали вашего нового приложения.

Распределенные компоненты. С возрастанием производительности и общего значения сетей потребность в приложениях, состоящих из разбросанных по разным местам кусков, будет только повышаться. Компонентная архитектура помогает упростить процесс разработки подобных распределенных приложений. Создать из обычного приложения распределенное легче, если это обычное приложение состоит из компонентов.

Базовые понятия

В технологии СОМ приложение предоставляет для использования свои службы, применяя для этого объекты СОМ. 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 СОМ, уже созданный интерфейс не может быть изменен ни при каких обстоятельствах. Это гарантирует постоянную работоспособность приложений на основе СОМ, невзирая на любые модернизации.

Объект всегда работает в составе сервера СОМ. 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 этого клиент может использовать службы объекта, просто вызывая его методы. Доступ к свойствам объектов осуществляется только через его методы.

Предположим, что объект СОМ 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. 26.1 объект расположен внутри сервера - электронной таблицы. Интерфейсы обозначены маленькими кружками, связанными с объектом. Пусть интерфейс линейных функций называется ILinear, а интерфейс агрегатных функций — Iaggregate.

Чтобы получить доступ к агрегатной функции расчета среднего, клиент должен получить указатель на интерфейс IAggregate, а затем обратиться к этой функции.

Взаимодействие между клиентом и объектом обеспечивается базовыми механизмами СОМ. 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 СОМ называется маршалингом (marshalling).

Возникает закономерный вопрос - как проходит создание и инициализация объекта СОМ при первом обращении клиента? Сомнительно, чтобы операционная система самостоятельно создавала экземпляры всех зарегистрированных в ней классов в надежде, что один из 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 СОМ является обычным экземпляром некоторого класса, описывающего его свойства и методы. Информация обо всех зарегистрированных и доступных в данной операционной системе классах СОМ собрана в специальной библиотеке СОМ, которая используется для запуска экземпляра класса - объекта.

Сначала клиент обращается к библиотеке СОМ, 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 СОМ, 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 СОМ, 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 СОМ, но не имеет понятия об объектах СОМ, которые предоставляют клиентам ее службы. Для разрешения подобных ситуаций разработчик объекта СОМ 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).