IUnknown—COM和MFC

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问题：     

我用MFC编写COM程序有一段时间了，知道如何使用宏和嵌套类，以及如何在嵌套类中处理IUnknown接口，但对IUnknown的使用仍是不太老练。

假设CMyClass是一个COM服务器，从CCmdTarget派生。它实现了IMyInterface。CMyClass的定义以下：

class CMyClass: public CCmdTarget
{
    BEGIN_INTERFACE_PART(...)
    STDMETHOD....
    END_INTERFACE_PART
    DECLARE_INTERFACE_MAP
} ;

由于CCmdTarget没有QueryInterface方法，CMyClass也没有这个方法。个人问题是：这个COM服务器的客户端老是要调用QueryInterface，它不调用ExternalQueryInterface, 也不调用 InternalQueryInterface。所以若是QueryInterface不是一个CMyClass的有效方法。这种状况该怎么处理？

解答：     

关于QueryInterface的这个问题，除你以外的许多人都对它感到困惑。可是不用怕，读完本文就能够见分晓。致使困惑的一个潜在的问题是CCmdTarget自己不从CObject派生，而且二者都有不一样于QueryInterface的虚函数——例如，CObject中的第一个虚函数是GetRuntimeClass，CCmdTarget中的第一个虚函数是OnCmdMsg。因此从CCmdTarget派生出来的类怎么多是COM类呢？并且还必须实现头三个虚函数是AddRef, Release, 和 QueryInterface的IUnknown接口：

实际上，解开这个谜团的方法很简单，但要求深刻了解MFC类库。为此，咱们必须进入MFC考察一番，主要目的是看看在调用CoCreateInstance建立类实例的时候会发生一些什么事情。

首先，CoCreateInstance所作的第一件事情（或多或少）是到注册表中检查哪一个DLL实现你的类。为简单起见，假设使用的是进程内服务器。CoCreateInstance加载你的DLL并调用特殊函数DllGetClassObject.。

// DLL 函数建立COM对象类工厂
DllGetClassObject(REFCLSID rclsid, // 类 ID
                  REFIID riid,    // 接口 ID
                  LPVOID* ppv)    // 返回的接口指针

 实际上，DllGetClassObject得不到你的类实例，它获得的是类工厂（IClassFactory）实例，经过这个类工厂来建立你得类实例。很怪是否是？MFC提供DllGetClassObject的实现，任务是搜索DLL中的全部类工厂，看看哪一个类的ID寓所请求的类ID匹配。MFC是如何知道搜索哪一个类工厂呢？当你在编写子记得类代码时，用宏DECLARE_OLECREATE 和 IMPLEMENT_OLECREATE声明并实现你本身这个类的类工厂。尤为是IMPLEMENT_OLECREATE声明一个COleObjectFactory的静态实例，这个对象将本身（经过调用类构造函数    COleObjectFactory::COleObjectFactory）添加到与模块或DLL关联的某个类工厂清单中。结果，给定某个类的ID，DllGetClassObject就知道如何发现与那个类关联的类工厂。

一旦CoCreateInstance有了某个类工厂，它便调用IClassFactory::CreateInstance。在此MFC的COleObjectFactory又提供缺省的实现。

//作了许多精简后
STDMETHODIMP COleObjectFactory::XClassFactory::CreateInstance(...)
{
    METHOD_PROLOGUE_EX(COleObjectFactory,
    ClassFactory)
    ……
    // 这里省略了许多代码

    CCmdTarget* pTarget = pThis->OnCreateObject();
    return pTarget->InternalQueryInterface(&riid, ppvObject);
}

这里省略了许多琐碎代码以便突出重点，这些代码包括：建立一个实例和调用InternalQueryInterface。OnCreateObject是个COleObjectFactory的虚拟函数，它经过MFC的运行时类建立你的类实例：

//一样也做了简化
CCmdTarget* COleObjectFactory::OnCreateObject()
{
    return (CCmdTarget*)m_pRuntimeClass->CreateObject();
}

 一旦COleObjectFactory::XClassFactory::CreateInstance有了你的类实例，便调用InternalQueryInterface获取类的IUnknown接口指针。这里省略了许多细节，例如，在实际代码中MFC要调用IClassFactory2::CreateInstanceLic并检查全部出错条件以及聚合。InternalQueryInterface 和 ExternalQueryInterface之间的差异是外部版本委派外部IUnknown（若是有的话），而内部版本则否则。但即便聚合，最终都要归到InternalQueryInterface。

若是还不明白，没关系。类工厂的CreateInstance函数建立了一个你的类实例，并调用CCmdTarget::InternalQueryInterface来获取类的IUnknown指针。InternalQueryInterface在哪里获得你的类IUnknown接口指针呢？难以捉摸的QueryInterface又在哪里？

经历了一些步骤和函数调用以后，CCmdTarget::InternalQueryInterface最终要调用一个函数：

LPUNKNOWN CCmdTarget::GetInterface(const void* iid)
{
    LPUNKNOWN ptr = NULL;
    if (iid == IID_IUnknown) {
        ptr = // 接口映射的第一个接口
    } else {
        ptr = // 在接口映射中查找iid 
    }
    return ptr; // (若是没找到则为NULL)
}

 换句话说，若是请求的接口是IUnknown，则GetInterface返回接口映射中的第一个接口指针，不然它查找与请求的接口ID匹配的那一个。这里的诀窍在于：你的类所提供的每个接口都必须和基类接口同样实现IUnknown，而且还要以相同的方式实现，至于InternalQueryInterface返回哪个接口指针并不重要。CCmdTarget类自身没有QueryInterface函数，只有嵌套类有，这个嵌套类实现每一个接口，每一个接口又都实现IUnknown。

图一是一个典型的COM类实现。.CPP文件说明了你必须为你的类所提供的每个接口编写一样烦人IUnknown实现。每个IUnknown方法为父类（从CcmdTarget派生）调用相应的ExternalXxx（或者InternalXxx——若是你不想要聚合）方法。这个实现对于你编写的每个接口都同样。这是没有办法的，由于全部的接口都经过相同的单对象在内存中被实例化。AddRef 和Release必须增长和减小相同的物理指针——与AddRef 或Release实际属于哪一个接口（嵌套类）无关。此乃高招所在。

这就是为何在IUnknown的状况下只有InternalQueryInterface能返回你的接口映射中的第一个接 口指针。因为仅仅实现IUnknown的类没什么用，因此在你的映射中至少还要实现一个接口。若是你不明白，下面是具体步骤的解释：

一、客户端调用CoCreateInstance建立你的类实例。

二、CoCreateInstance查找并加载DLL，调用DllGetClassObject

三、DllGetClassObject搜索DLLs的类工厂清单找出与类工厂匹配的类ID，而后返回这个类工厂的指针。

四、CoCreateInstance调用IClassFactory::CreateInstance建立你的应用实例。

五、COleObjectFactory::XClassFactory::CreateInstance 调用 CRuntimeClass::CreateInstance在内存中建立你的MFC类实例。而后CreateInstance调用InternalQueryInterface获取你的类IUnknown接口指针。InternalQueryInterface依次调用CCmdTarget::GetInterface.。

六、若是所请求的接口是IUnknown之外的其它接口，则GetInterface在你的类接口映射中查找这个接口。不然，GetInterface返回你的类接口映射中的第一个接口指针。这个工做对于实现IUnknown的每个嵌套类都是同样的。

七、全部的函数返回、返回、返回……..而调用者只管接收某个接口指针。 谁说COM难学？

在结束本文的讨论前，我想指出两个有用的技巧和建议。重载MFC缺省行为的方式有不少。第一，你能够在类工厂中，有时你可能想从COleObjectFactory类派生本身专用的类工厂。只要你愿意，能够这么作，诀窍是将类工厂挂钩在对象上。不要使用DECLARE_OLECREATE 和 IMPLEMENT_OLECREATE，由于这些宏已经将ColeObjectFactory写死在里面了。但你能够拷贝这些宏、更名以及江类工厂的名字改成本身的名字。尤为是你可能要重载COleObjectFactory::OnCreateObject方法。例如，若是你的COM对象是单实例的，就要重载OnCreateObject返回一个且是惟一的一个对象实例（不要使用静态对象，要否则可能遇到引用计数问题，由于静态实例引用计数是1而且最终得不到Release释放。应该取而代之用new在堆中分配单实例）。

最后，一个很是有用的重载是GetInterfaceHook。记得GetInterface吗？这个函数在你的接口映射中查找接口，或若是请求的是IUnknown，则就返回第一个接口。下面是一段参考代码：

LPUNKNOWN CCmdTarget::GetInterface(const void* iid)
{
    // 容许常规构子首先起来
    LPUNKNOWN lpUnk;
    if ((lpUnk = GetInterfaceHook(iid)) != NULL)
        return lpUnk;
    ……
  // 如前所述
}

在作其它事情以前，GetInterface调用虚函数CCmdTarget::GetInterfaceHook，缺省CCmdTarget实现返回NULL，但若是你想以某种特别方式实现QueryInterface接口的话，只要重载GetInterfaceHook并返回别的东西就好了。一旦GetInterfaceHook的返回值为非空接口指针，则它首先调用QueryInterface，MFC将用到它。在个人另外一篇文章中，曾讨论过如何重载GetInterfaceHook来完成一个彻底不一样的COM实现，其中用了ATL风格的多继承代替了MFC的嵌套类。 谁说COM复杂难懂？