Component Object Model (COM)

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Component Object Model (COM)
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Cosè COM?

• Tecnologia specifica della famiglia di sistemi
  operativi Windows che abilita la comunicazione
  fra i componenti software del sistema
• Teconologia component-based
• Favorisce lo sviluppo di componenti riusabili
• Permette di creare applicazioni connettendo fra
  loro inisiemi di componenti
• Rende possibile luso e lo sviluppo di servizi
• Si tratta di una famiglia di tecnologie che
  include
• COM
• DCOM
• ActiveX

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Brevi cenni storici

• 1991 OLE (Object Linking and Embedding)
• Basato su DDE (dynamic data exchange)
• Dedicato principalmente al progetto di
  compound-documents (documenti costituiti di parti
  gestite da diverse applicazioni)
• 1993 OLE2
• COM viene introdotta come tecnologia di
  riferimento
• Dedicato al progetto di componenti applicativi in
  genere
• 1994 OCX (OLE Control Extension)
• Estensioni COM per la creazione di componenti
  nella maggior parte dei linguaggi di
  programmazione
• 1996 ActiveX
• Estensione dei componenti OCX
• Possono essere contenuti in pagine Web ed
  eseguiti nel browser
• 1996 DCOM (distributed COM)
• Oggi .NET

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COM Principali caratteristiche

• Standard binario per linvocazione di funzioni
  fra diversi componenti
• Indipendenza dal linguaggio di programmazione
• Interoperabilità fra componenti di diversi
  fornitori
• Meccanismi di scoperta delle interfacce
  implementate dai componenti
• Meccanismo per lidentificazione univoca dei
  componenti e delle interfacce
• Permette trasparentemente la comunicazione fra
  componenti eseguiti nello stesso processo o in
  processi diversi
• Disponibile su diverse piattaforme
• Windows, Macintosh, Unix

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Binary Standard

• Oggetti COM elementi di codice eseguibile che
  forniscono servizi al resto del sistema
  (terminologia alternativa componenti, component
  object)
• Il lay-out in memoria delle funzioni eseguibili è
  definito in modo standard per permettere
  linteroperabilità binaria
• Una virtual table contiene i puntatori
  allimplementazione delle funzioni
• La doppia indirettezza permette a multiple
  istanze di condividere la stessa virtual table

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Interfacce

• I componenti COM forniscono i propri servizi
  attraverso collezioni di funzioni dette
  interfacce
• Un componente generalmente supporta un insieme di
  interfacce
• Convenzionalmente il nome delle interfacce
  comincia con una I (i maiuscola) seguita da un
  ulteriore lettera maiuscola
• IUnknown (supportata da tutti i componenti COM)
• ILookup
• IDropTarget
• IDragSource
• IUnEsempioDiInterfaccia
• Un puntatore ad un componente COM è in effetti un
  puntatore ad uninterfaccia supportata dal
  componente
• Es IUnknown pRef

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Notazione grafica per i componenti COM
componente
Interfaccia implementata/supportata/esportata
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Caratteristiche generalidelle interfacce

• Uninterfaccia non è una classe
• Solo metodi senza implementazione
• Le interfacce non sono componenti
• Piuttosto vengono implementate/supportate/esportat
  e dai componenti
• Gli utilizzatori di un componente usano puntatori
  a interfacce (supportate dal componente)
• I componenti COM possono implementare interfacce
  multiple
• Le interfacce sono fortemente tipizzate
• Le interfacce sono immutabili

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GUID

• COM garantisce lidentificazione univoca di
  interfacce e classi attraverso GUID
• GUID Globally Unique Identifier
• Numeri di 128 bit
• Ogni GUID è garantito come unico nel mondo senza
  limiti di spazio e tempo
• Lidentificatore GUID di un interfaccia è detto
  IID
• Lidentificatore GUID di una classe è detto CLSID
• I nomi simbolici sono usati solo per convenienza,
  ma lidentificazione reale di classi e interfacce
  avviene attraverso GUID
• Esempio di GUID
• DEFINE_GUID(IID_ILOOKUP, 0xc4910d71, 0xba7d,
  0x11cd, 0x94, 0xe8, 0x08, 0x00, 0x17, 0x01, 0xa8,
  0xa3)

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Tool GuidGen

• Tool distribuito con Windows SDK

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Component Object Library

• Parte del sistema operativo con cui si
  interagisce per gestire COM
• Contiene le API principali per la creazione e la
  gestione dei componenti COM
• Alcune API della COM library sono
• HRESULT CoInitialize(LPVOID pvReserved)
• Inizializzazione dellambiente di esecuzione COM
• void CoUninitialize(void)
• Chiusura della COM library e delle connessioni
  COM per il thread corrente

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CoCreateInstance(COM Library)

• HRESULT CoCreateInstance(
• REFCLSID rclsid,
• LPUNKNOWN pUnkOuter,
• DWORD dwClsContext,
• REFIID riid,
• LPVOID ppv)
• rclsid
• CLSID della CoClass che implementa il componente
• pUnkOuter
• Serve per laggregazione di componenti. Per
  adesso useremo NULL
• dwClsContext
• Tipo di server COM da usare (in-process, local,
  remote) per ora useremo CLSCTX_INPROC_SERVER
• riid
• IID dellinterfaccia per usare il componente
• ppv
• Puntatore allinterfaccia restituito come
  risultato di CoCreateIntance

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Un esempio

• Il componente di sistema ActiveDesktop esporta i
  propri servizi attraverso linterfaccia
  IActiveDesktop
• IID_IActiveDesktop
• f490eb00-1240-11d1-9888-006097deacf9
• CLSID_ActiveDesktop
• 75048700-ef1f-11d0-9888-006097deacf9

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IActiveDesktop (shlobj.h)

• DECLARE_INTERFACE_( IActiveDesktop, IUnknown )
• // IUnknown methods
• STDMETHOD (QueryInterface)(THIS_ REFIID riid,
  void ppv) PURE
• STDMETHOD_(ULONG, AddRef) ( THIS ) PURE
• STDMETHOD_(ULONG, Release) ( THIS ) PURE
• // IActiveDesktop methods
• STDMETHOD (ApplyChanges)(THIS_ DWORD dwFlags)
  PURE
• STDMETHOD (GetWallpaper)(THIS_ LPWSTR
  pwszWallpaper, UINT cchWallpaper, DWORD
  dwReserved) PURE
• STDMETHOD (SetWallpaper)(THIS_ LPCWSTR
  pwszWallpaper, DWORD dwReserved) PURE
• STDMETHOD (GetWallpaperOptions)(THIS_
  LPWALLPAPEROPT pwpo, DWORD dwReserved) PURE
• STDMETHOD (SetWallpaperOptions)(THIS_
  LPCWALLPAPEROPT pwpo, DWORD dwReserved) PURE
• STDMETHOD (GetPattern)(THIS_ LPWSTR
  pwszPattern, UINT cchPattern, DWORD dwReserved)
  PURE
• STDMETHOD (SetPattern)(THIS_ LPCWSTR
  pwszPattern, DWORD dwReserved) PURE
• STDMETHOD (GetDesktopItemOptions)(THIS_
  LPCOMPONENTSOPT pco, DWORD dwReserved) PURE
• STDMETHOD (SetDesktopItemOptions)(THIS_
  LPCCOMPONENTSOPT pco, DWORD dwReserved) PURE
• STDMETHOD (AddDesktopItem)(THIS_ LPCCOMPONENT
  pcomp, DWORD dwReserved) PURE
• STDMETHOD (AddDesktopItemWithUI)(THIS_ HWND
  hwnd, LPCOMPONENT pcomp, DWORD dwReserved) PURE
• STDMETHOD (ModifyDesktopItem)(THIS_
  LPCCOMPONENT pcomp, DWORD dwFlags) PURE

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Uso del componente ActiveDesktop

• include ltshlobj.hgt
• HRESULT hr
• IActiveDesktop pIAD
• // creazione del componente
• hr CoCreateInstance(CLSID_ActiveDesktop,
• NULL,
• CLSCTX_INPROC_SERVER,
• IID_IActiveDesktop, (void)pIAD )
• // uso del componente
• hr pIAD-gtGetWallpaper(wszPath, MAX_PATH, 0)

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HRESULT

• Handle di un risultato in COM
• Valore di 32 bit che segnala il risultato di un
  operazione
• Usato dalle API della COM Library
• Usato dai metodi delle interfacce COM
• Si interpreta attraverso macro per scoprire il
  successo/fallimento
• SUCCEEDED(hr)
• Fa il check che il valore sia gt0
• FAILED(hr)
• Fa il check che il valore sia lt0
• I valori specifici HRESULT danno informazioni
  sugli errori, e sono associati a corrispondenti
  messaggi testuali. Esempi
• E_NOINTERFACE (0x80004002) No such interface
  supported.
• CO_E_CREATEPROCESS_FAILURE (0x80004018) The
  server process could not be started. The
  pathname may be incorrect.
• CO_E_NOTINITIALIZED (0x800401F0) - CoInitialize
  has not been called.

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Error Lookup Tool

• Parte di Visual Studio

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Nota TecnicaUnicode String e Character string

• COM gestisce le stringhe secondo la codifica
  Unicode
• In Windows le stringhe Unicode corrispondono ad
  array di WCHAR
• Per ottenere una stringa di caratteri ASCII
  (TCHAR in Windows), bisogna usare unAPI di
  conversione WideCharToMultiByte

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WideCharToMultiByte

• int WideCharToMultiByte(
• UINT CodePage, //CP_ACP per ASCII
• DWORD dwFlags, //trattamento dei caratteri
  composti
• LPCWSTR lpWideCharStr, //la stringa Unicode da
  convertire
• int cchWideChar, //lungh. stringa Unicode, -1 se
  null terminated
• LPSTR lpMultiByteStr, //buffer di caratteri per
  il risultato
• int cbMultiByte, //lungh del buffer di caratteri
  in byte
• LPCSTR lpDefaultChar, //carattere di default
• LPBOOL lpUsedDefaultChar) //indica uso del
  caratt. di default
• Il trattamento dei caratteri composti (parametro
  dwFlags) è indicato dai seguenti possibili flag
• WC_COMPOSITECHECK controllo sulla presenza di
  caratt. Composti
• WC_SEPCHARS separa i caratteri composto in 2
  caratteri
• WC_DISCARDNS scarta la seconda parte dei
  caratteri composti
• WC_DEFAULTCHAR usa il carattere di default
  (parametro lpDefaultChar)

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Linterfaccia IUnknown

• Deve essere supportata da tutti i componenti
• Tutte le interfacce derivano da IUnknown
• interface IUnknown
• virtual HRESULT QueryInterface(IID iid, void
  ppvObj) 0
• virtual ULONG AddRef() 0
• virtual ULONG Release() 0
• Implementa le funzionalità essenziali di un
  componente
• AddRef e Release per il conteggio dei riferimenti
• QueryInterface per permettere agli utilizzatori
  di scoprire a runtime se una data interfaccia è
  supportata da un componente, e in caso positivo
  di ottenerne un riferimento

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Reference Counting

• Serve ad assicurare che i componenti (non le
  interfacce) rimangano vivi finché ci sono
  utilizzatori che hanno accesso ad una o più
  interfacce
• I metodi AddRef e Release di IUnknown gestiscono
  il conteggio dei riferimenti
• AddRef aggiunge un nuovo riferimento, viene
  invocata dalle funzioni che restituiscono
  riferimenti ad interfacce
• Release deve essere invocata su un riferimento ad
  uninterfaccia quando quel riferimento non è più
  utilizzato
• Se si fa una copia di un riferimento ad
  interfaccia bisogna invocare AddRef sul
  riferimento
• Prestare molta attenzione alluso di AddRef e
  Release perché il meccanismo del conteggio dei
  riferimenti è fonte di molti errori con COM

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QueryInterface

• HRESULT QueryInterface(IID iid, void ppvObj)
• iid
• Interfaccia per la quale si richiede un
  riferimento
• ppvObj
• Riferimento allinterfaccia restituito come
  risultato di QueryInterface
• Se il componente non supporta linterfaccia
  richiesta viene restituito un valore di ritorno
  (HRESULT) che segnala lerrore

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EsempioComponente ShellLink (estratto)

• ShellLink
• Componente per la creazione di link simbolici
  (shortcut)
• CLSID 0021401-0000-0000-C000-000000000046
• Interfacce supportate
• 000214ee-0000-0000-c000-000000000046 IShellLink
• SetPath
• 0000010b-0000-0000-c000-000000000046
  IPersistFile
• Save

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EsempioUso di ShellLink

• HRESULT hr
• IShellLink pISL
• IPersistFile pIPF
• hr CoCreateInstance(CLSID_ShellLink,
• NULL,
• CLSCTX_INPROC_SERVER,
• IID_IShellLink,
• (void)pISL)
• hr pISL-gtSetPath(wszPath)
• hr pISL-gtQueryInterface(IID_IPersistFile,
  (void)pIPF)
• hr pIPF-gtSave(L"C\\wallpaper.lnk",FALSE)
• pIPF-gtRelease()
• pISL-gtRelease()

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Componenti COM (server)

• Un Componente COM implementa ed esporta un
  insieme di Interfacce (oltre a IUnknown)
• Limplementazione delle interfacce è fornita da
  un insieme di CoClass
• Ogni CoClass è univocamente identificata da un
  CLSID
• Le CoClass di un componente sono contenute nel
  file eseguibile del componente (per esempio Dll o
  Exe)
• In Windows i CLSID delle CoClass dei componenti
  disponibili sono registrate nel Registry di
  sistema