.NET进阶篇07-.NET和COM

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内容目录

一、COM和.NET元数据内存管理接口注册线程编组二、.NET客户端调用COM组件三、COM客户端调用.NET组件四、嵌入互操作类型五、平台调用DllImport六、等等

一、COM和.NET

COM组件对象模型是在.NET之前的一种编程规范,它允许不同的语言之间可以互相操作。由于COM规范比较复杂,注册表,内存对象管理,错误处理机制都和.NET不同,.NET做为其后秀,应用起来更简单,但一般不会因为新技术可用就重写已有的代码,所以就引来COM的互操作性

我们可能不必编写COM组件,但了解是有用的。经常会遇到嵌入互操作类型,为COM设置互操作问题

先看一下COM的一些基本概念,挑了几个重要的也是比较好理解的

元数据

COM的元数据信息存储在tlb类型库中,包含接口、方法和参数名称等,在.NET程序集中元数据都存储在程序集中的。

内存管理

我们知道.NET托管对象的内存释放都有垃圾回收器GC完成,不同于COM,COM依赖引用计数,

接口

COM三个基本接口,IClassFactory、IUnknown、Idispatch
IClassFactory,每个组件都有一个相关的类厂用于创建COM组件对象。非托管对象,客户端是无法直接New对象的,所以只能通过交给类厂来创建实例然后把实例的指针交给客户端

每个COM对象必须实现IUnknown接口,QueryInterface用于查询组件实现的其它接口,说白了也就是看看这个组件的父类中还有哪些接口类,AddRef()递增引用计数,Release()递减引用计数,为0后就销毁对象

IDispatch调度接口派生自IUnknown接口,在其基础上又增加了GetIDsOfNames()和Invoke(),调用接口会创建方法或属性对应的调用ID映射表,这样调用时先获取根据名字获取调度ID然后Invoke调用。因为并不是所有的语言(客户端)(像一些js脚本语言)都支持指针,也就不能通过虚函数表来调用,所以用调度接口增加函数ID映射。

注册

.NET中区分私有程序集和共享程序集。在COM中,通过注册表配置的所有组件都是全局可用的。所有COM对象都有一个唯一标识符CLSID类ID,创建COM对象时,COM API调用CoCreateInstacne()方法,在注册表中查找CLSID的dll或exe路径,然后加载,实例化组件

线程

COM使用单元模型,单元模型有单线程单元模型STA和多线程单元模型MTA
STA单线程单元模型,在Winfrom程序中经常看到Main入口函数上面标记STAThread特性。在STA中只允许创建实例的线程访问组件。一个进程中也可以包含多个STA
MTA多线程单元模型,在MTA中,多个线程可以同时访问组件

编组

.NET和COM之间的数据传递必须经过转换,这种机制就是编组(marshaling)。转换过程取决于数据类型。简单的数据类型如byte、short、int和long属性blittable类型,在com和net中是一样的表示方法,其他nonblittable类型的则需要进行转换,当然会有些开销

COM数据类型 .Net数据类型
SAFEARRAY Array
VARIANT Object
BSTR String
Iunknown,Idispatch Object

二、.NET客户端调用COM组件

由于COM对象和.NET对象在生命周期、内存管理、接口服务上的差异,运行时提供了包装类来使其互相调用。托管客户端调用 COM 对象方法时,运行时就会创建一个运行时可调用包装器 (RCW)来封送引用机制之间的差异。 也会创建了一个 COM 可调用包装器 (CCW) 来逆转此过程

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三、COM客户端调用.NET组件

没写过COM,也不是很了解,但一些约定规范必须遵守,原理和.NET客户端调用COM组件类似
比如在C#类库的AssemblyInfo.cs中修改

// 将 ComVisible 设置为 false 使此程序集中的类型
// 对 COM 组件不可见。如果需要从 COM 访问此程序集中的类型,
// 则将该类型上的 ComVisible 特性设置为 true。
[assembly: ComVisible(false)]

在程序集属性中勾选COM互操作注册

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然后任何一个需要暴露给COM客户端的都需要有接口

[ComVisible(true)]  
[Guid("35A5CE1E-551C-41EC-81D4-005318550119")]  
public interface IMyClass  
{  
    void Initialize();  
    void Dispose();  
    int Add(int x, int y);
}  

编译时候因为勾选的为COM互操作注册,所以需要以管理员运行的才能注册成功

四、嵌入互操作类型

引用PIA(主互操作程序集,COM组件生成)时,可以设置是否嵌入互操作类型。嵌入互操作类型时(True)则PIA不随着程序一起部署,程序只是引用COM中的类型信息,这样的好处就是可以部署到不同COM版本的环境中。比如常用的Office开发Microsoft.Office.Interop.Excel,设置嵌入互操作类型,就可以不依赖office版本。改为互操作false后也就将PIA复制到本地

有时候会无法嵌入互操作类型请改为适当的接口,单纯一点就修改嵌入互操作设为false,OK编译通过。不太单纯的,可以修改创建对象的方式,像下面这样,直接实例化的普通类,无法嵌入互操作类型
Application excelApp = new ApplicationClass();
Application excelApp = new Application()
这样是可以的,Application虽然是一个接口,理论上应该不能实例化的,当它上面标记了
[CoClass(typeof (ApplicationClass))
告诉运行时CLR,当有人要创建类型为Application的实例时,它实际上应该继续创建ApplicationClass的实例。

用COM接口的可以嵌入,直接使用coclass的无法嵌入

五、平台调用DllImport

还有一些非托管库不包含COM对象,只包含倒出的函数,这时候需要使用平台调用服务(P-Invoke),CLR会加载包含所需调用函数的dll,并编组参数。在C++的非托管库中使用dllexport暴露函数,在C#中使用dllimport导入。基本语法如下

[DLLImport(“DLL文件”)]
修饰符 extern 返回变量类型 方法名称 (参数列表)

dllimport在命名空间System.Runtime.InteropServices下,该特性用于对照非托管库中导出的函数

[AttributeUsage(AttributeTargets.Method)]
public class DllImportAttribute: System.Attribute
{
   public DllImportAttribute(string dllName) {…}    //定位参数为dllName
   public CallingConvention CallingConvention;      //入口点调用约定
   public CharSet CharSet;                              //入口点采用的字符接
   public string EntryPoint;                //入口点名称
   public bool ExactSpelling;               //是否必须与指示的入口点拼写完全一致,默认false
   public bool PreserveSig;                 //方法的签名是被保留还是被转换
   public bool SetLastError;                //FindLastError方法的返回值保存在这里
   public string Value { get {…} }
}

需要注意的就是数据类型的映射,必须映射到.NET数据类型上。可以使用P/Invoke Interop Assistant工具,它支持托管代码和非托管代码之间的方法签名的转换,可以直接生成调用代码

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一般会在一些特殊场合来调用win 32的api,比如像输入法程序设置永远不获取焦点,一些任务处理时不希望用户点击别的操作(当然窗体也不能崩了),这时候可以使用下面设置窗体控件不可用

[System.Runtime.InteropServices.DllImport("user32.dll")]
public static extern int SetWindowLong(IntPtr hWnd, int nIndex, int wndproc);
[System.Runtime.InteropServices.DllImport("user32.dll")]
public static extern int GetWindowLong(IntPtr hWnd, int nIndex);

public const int GWL_STYLE = -16;
public const int WS_DISABLED = 0x8000000;
public static void SetControlEnabled(Control c, bool enabled)
{
     if (enabled)
     { 
        SetWindowLong(c.Handle, GWL_STYLE, (~WS_DISABLED) & GetWindowLong(c.Handle, GWL_STYLE));
    }
else

        SetWindowLong(c.Handle, GWL_STYLE, WS_DISABLED + GetWindowLong(c.Handle, GWL_STYLE)); 
    }
}

六、等等

关于COM也只是知晓一二,平常主要写业务,COM用的不多,充其量就是调用。做底层嵌入式开发应该用的比较多,比如设备打印机驱动等。了解总没坏处,拜了个拜

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原文地址:《.NET进阶篇07-.NET和COM》 发布于2019-12-28

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