COM - что должен знать допризывник?

Будем считать, что предыдущие статьи вдохновили - технологию COM изучать стоит. Что нужно, чтобы уверенно понимать о чем дальше пойдет речь? Нуно знание некоторых базовых концепций программирования. Во-первых, следует хорошо представлять себе понятия "процесс", "поток" и "адресное пространство", а также концепцию мультизадачности в операционной системе. Весьма желательно знать, как именно загружается DLL и создаётся новый процесс в системе. Требуется в какой-то достаточной мере знать концепции объектно-ориентированного программирования, а для абсолютно прозрачного понимания механизмов технологии COM на нижнем уровне совершенно необходимо неплохо представлять себе конструкции, которые строит компилятор C++ в объектном коде. Во-вторых, требуется довольно четкое представление, что есть вычислительная сеть - хотя бы на уровне локальной сети, и представление каким образом компьютеры взаимодействуют друг с другом. В-третьих - требуется понимать концепцию архитектуры "клиент-сервер".

Большинство понятий, которые будут вводиться по ходу изложения будут кратко комментироваться для тех читателей, кто даже не знает как к ним подступиться и будут даваться ссылки, где можно прочитать о них подробнее и полнее. Более продвинутые читатели эти места могут пропустить без всяких потерь.

Начнем с концепции "клиент-сервер". Это словосочетание с некоторых пор стало привычным и связалось с контекстом доступа к базам данных. Точнее, "для широкой публики" оно стало означать "клиент - сервер базы данных". Хотя на самом деле - это совсем не так. Концепция "клиент-сервер" значительно мощнее, чем принято об этом думать. Идея концепции исходит из понятия "сервиса" - некоторого действия, совершить которое зачем-то требуется стороне A и которое она сама выполнять не умеет. Зато стороне B совершение этого действия не нужно, но как раз она-то и умеет его совершать. В таком случае сторона A каким-то образом вынуждает сторону B совершить это действие и предоставить стороне А результат. В таком взаимодействии сторона, которая умеет совершать действие, но не имеет никакой инициативы его совершения называется "сервером", а сторона, которая состоит только из инициативы - называется "клиентом". В этом взаимодействии "клиент" запрашивает, а "сервер" предоставляет "сервис".

Многие привычные случаи программного взаимодействия можно переосмыслить под этим углом, например внутри обычной программы "вызывающая процедура" очевидно является клиентом, а "вызываемая" - сервером. Просто о них не принято думать в таких терминах, хотя ничего некорректного в этом нет. И во взаимодействии каких либо машин, программ, объектов, когда один запрашивает у другого совершить какое-либо действие запрашивающий - всегда клиент, а исполняющий - всегда сервер.

Понятия клиента и сервера - динамические понятия. В диалоге объектов, т.е. когда они вызывают друг-друга попеременно, в разном взаимодействии каждый из них попеременно будет и клиентом и сервером - термин никоим образом не означает иной специализации, чем это требуется для самого взаимодействия.

Понятия "адресного пространства", "процесса", "потока" для тех, кто программирует на C/C++ являются одними из фундаментальных. Для программистов на VB можно сказать следующее.

Программу исполняет процессор - физическое устройство, которое одну за одной, как они записаны в программе, исполняет команды. Для программиста, который мыслит безлично (для него просто "программа исполняется") понятия процессора нет. Для него есть понятие "поток передачи управления", т.е. последовательность прохождения команд программы. Но поток и есть не что иное, как "внимание процессора", который выполняет последовательность команд программы. Дело в том, что в машине может быть более одного процессора, тогда, либо одна программа могла бы выполняться в несколько потоков, либо одновременно машина могла бы выполнять несколько программ. Последовательность выполнения команд нарушать нельзя, поэтому конечно дело не происходит так, что один процессор выполняет "только чётные", а другой - "только нечётные" строки программы. Для возможности выполняться более, чем в одном потоке, программа должна быть специально сконструирована! А вот две независимые программы каждую на своем процессоре - выполнить можно, каждая из них будет выполняться в своем потоке и ничего не знать о других.

Процессом традиционно называют совокупность всех ресурсов компьютера, отданных операционной системой для выполнения программы. Эти ресурсы включают в себя внимание процессора, память, объекты операционной системы и т.д. - важно понимать, что процесс это не только текст исполняющейся программы, но и всё, что она для своего исполнения требует. Понятно, что внутри процесса есть хотя бы один поток. Когда системе предлагают программу "запустить на исполнение" она создает один процесс и один поток в котором и запускает программу.

Эффекта наличия в системе нескольких процессоров можно достичь и не имея их физически, а просто переключая время от времени программы, исполняющиеся на процессоре. Если квант времени, в течение которого процессор занят одной программой, не очень велик, то будет создаваться иллюзия, что все программы исполняются системой одновременно. В этом - суть мультизадачности операционной системы. Точное положение вещей состоит, конечно, в том, что операционная система переключает на процессоре не программы, а - потоки, как вы теперь понимаете. О том же, но несколько иными словами можно прочитать и тут.

Ну и наконец, программа для своего исполнения требует памяти. Совокупность всех доступных для программы адресов памяти называется адресное пространство. В ранних системах каждому адресу соответствовал байт реальной памяти, поэтому надобности в такой абстракции не возникало - говорили просто "память". В современных системах это далеко не так и реальной памяти программа имеет куда меньше, чем диапазон доступных ей адресов. Почему и появилось такое понятие. Более того, в современных системах память устроена так, что по одному и тому же адресу памяти доступному из программы, расположены разные байты физической памяти разных процессов. Т.е. абсолютно физически невозможно одному процессу залезть в память другого процесса - по какому бы адресу он ни обращался, везде будет "его собственная" память.

Очень подробно и доходчиво все эти сложные концепции рассмотрены, например, в книге Джеффри Рихтера "Windows для профессионалов", и дальнейшие подробности читатель может получить там.

Мы же возвращаемся к COM - c чего он начинается?