Страница:
Дональд Бокс
Сущность технологии СОМ. Библиотека программиста
Посвящается Юдит С., которая помогла мне одолеть одну вещь, более устрашающую, чем СОМ, и сделала возможной написание этой книги, и Барбаре, которая оставалась со мной достаточно долго для того, чтобы увидеть, чем все это кончилось.
Предисловие Чарли Киндела
Когда я сел писать это предисловие, мне не давали покоя следующие мысли:
Будет ли портрет Дона на четвертой стороне обложки, и если да, то какой длины будут его волосы?
Осознают ли читатели этой книги, что у Дона есть индивидуализированные (personalized) лицензионные платы, способные читать интерфейс «IUNKNOWN»?
Что за чертовщину нужно писать в предисловии к книге?
У меня было две идеи насчет того, что написать в этом предисловии. Первая – высказать несколько мыслей о конструировании СОМ, которые я уже давно собираюсь записать. Вторая идея – польстить Дону Боксу в той же мере, в какой он польстил мне обращением с просьбой написать предисловие к своей книге. В конце концов я решил осуществить обе идеи.
Что есть СОМ? Зачем его придумали? Дон кратко осветил эти вопросы в первой главе. Вводная часть заканчивается словами «…в этой главе показана архитектура для повторного использования модулей, которая позволяет динамично и эффективно строить системы из независимо сконструированных двоичных компонентов». Остальная часть этой главы ведет вас шаг за шагом сквозь мыслительный процесс, происходивший в умах разработчиков СОМ с 1988 по 1993 годы, когда была выпущена первая версия СОМ.
Я думаю, что существует несколько аспектов конструирования СОМ, которые обеспечили его длительный успех. Первое и основное – это практичность, второе – простота, из которой проистекает его гибкость, или податливость.
Большинство классических текстов, посвященных ОО, описывают систему или язык как ориентированный объект, если он поддерживает инкапсуляцию (сокрытие информации), полиморфизм и наследование. Часто подчеркивается, что главной движущей силой повторного использования является наследование. Разработчики СОМ не согласились с таким акцентом. Они поняли, что это слишком упрощенное представление и что в действительности существуют два вида наследования. Наследование реализации предполагает, что наследуется фактическая реализация (поведение). Наследование интерфейсов предполагает, что наследуется только определение (спецификация) поведения. Именно второй вид наследования обеспечивает полиморфизм, и этот вид полностью поддерживается моделью СОМ. С другой стороны, наследование реализации – это просто один из механизмов для повторного использования существующей реализации. Тем не менее, если конечной целью является повторное использование, тогда наследование реализации является просто средством для достижения этой цели, но не является самоцелью.
Как в исследовательских, так и в коммерческих кругах разработчиков программного обеспечения считалось общепринятым, что наследование реализации – полезный и мощный инструмент, хотя он может привести к чрезмерной связи между базовым и производным классами. Поскольку наследование реализации часто вызывает «утечку» некоторых элементов реализации базового класса, нарушая инкапсуляцию этого класса, разработчики СОМ понимали, что наследование реализации должно быть ограничено программированием внутри компонентов. Поэтому СОМ не поддерживает наследование реализации между компонентами, но поддерживает ее внутри компонентов. Наследование же интерфейсов СОМ поддерживает полностью (по сути, она полагается на это).
Разработчики СОМ развенчали миф о том, что главную роль при достижении повторного использования играет наследование. Фундаментальное понятие, использующееся в СОМ при моделировании повторного использования, – это инкапсуляция, а не наследование. А принцип наследования СОМ использует при моделировании взаимоотношения типов между объектами, выполняющими сходные функции. Построением СОМ-модели повторного использования на основе инкапсуляции разработчики поддерживали повторное использование в форме черного ящика, устраивающее ожидаемый рынок компонентов. Идея состоит в том, что клиенты должны иметь дело с объектами как с непрозрачными компонентами в смысле того, что находится у них внутри и как они реализованы. Разработчики СОМ полагали, что для проведения этой идеи в жизнь должна быть разработана архитектура. С какой стати любой может разрабатывать систему с другой моделью для повторного использования? Хороший вопрос. Дело, однако, в том, что мир полон «объектно-ориентированных» систем, которые не только не поддерживают инкапсуляцию в стиле черного ящика, но даже затрудняют ее достижение. Классическим примером этого является C++. В первой главе своей книги Дон очень понятно объясняет то, что я подразумеваю под этим.
Следующие уравнения иллюстрируют различия между объектно-ориентированным и компонентно-ориентированным программированием.
Объектно-ориентированное программирование = полиморфизм + (немного) позднее связывание + (немного) инкапсуляции + наследование.
Компонентно-ориентированное программирование = полиморфизм + (истинно) позднее связывание + (действительная, принудительная) инкапсуляция + наследование интерфейсов + двоичное повторное использование.
Во всяком случае для меня эта дискуссия – род забавы. Борцы за чистоту OO, проживающие в comp.object и comp.object.corba, выбились из сил, тыча пальцами в СОМ и говоря: «Но он не по-настоящему объектно-ориентированный». Вы можете оспорить это двумя способами:
1. «Он-то как раз по-настоящему! Это ваше определение ОО неправильное».
2. «Ну и что!?! СОМ имеет феноменальный коммерческий успех и позволяет тысячам независимых разработчиков создавать потрясающее программное обеспечение, которое интерполирует и интегрирует. И они делают деньги. Много денег[1]. Программные компоненты, написанные ими, покупаются, используются и повторно используются. Разве не в этом смысл любой технологии? Кроме того, я всегда могу доказать, что только СОМ является истинно компонентно-ориентированным [2].
Вот так-то!
1. Способный быть выкованным или сформированным, как под ударами молота или под давлением: податливый металл.
2. Легко контролируемый или поддающийся влиянию; послушный.
3. Способный подстраиваться под изменяющиеся обстоятельства, легко приспосабливаемый: гибкий ум прагматика[3].
Первое реальное применение СОМ заключалось в том, что он был взят за основу при второй попытке фирмы Microsoft создать сложную структуру документов Object Linking & Embedding 2.0 (связывание и внедрение объектов, OLE 2.0). Если вы рассмотрите всю массу возможностей для приложения СОМ в настоящее время, то сразу поймете, что я имею в виду, называя его податливым. Программисты используют СОМ для обеспечения сменной (plug-in) архитектуры для своих приложений; для конструирования крупномасштабных многоярусных клиент/серверных приложений; для ведения дел и заключения сделок в мире бизнеса; для создания развлекательных сюжетов на Web-страницах; для контроля и мониторинга производственных процессов и даже для выслеживания спутников-шпионов путем дистанционного управления целой армией телескопов.
Эта податливость достигнута благодаря тому, что разработчики СОМ поставили во главу угла принцип: ядро модели будет настолько простым, насколько это необходимо, но не более. Одной из наиболее явных сторон этого подхода является нудность программирования на СОМ на сегодняшний день. Программисты, работающие на С или C++, должны возиться со всей этой ерундой, в том числе с GUID и со счетчиками ссылок. Можно было бы добавить к СОМ всякого рода усовершенствования с целью упрощения работы с ней. Но разработчики вместо этого акцентировали внимание на том, чтобы заставить модель работать. Они считали, что если они достигнут успеха, то сервисную поддержку можно будет обеспечить позднее. И это предположение было подтверждено недавними выпусками простых в употреблении инструментов СОМ, таких как Visual Basic, поддержка СОМ в Visual C++ 5.0, а также Active Template Library. К тому времени, когда вы читаете этот текст, фирма Microsoft должна уже объявить о своих будущих планах радикально упростить разработку СОМ с помощью внедрения общего времени выполнения (runtime), которое будет доступно для всего инструментария: СОМ+.
Огромное множество людей из различных групп по всей фирме Microsoft внесли серьезный вклад в разработку СОМ, но главными архитекторами СОМ были Боб Аткинсон (Bob Atkinson), Тони Вильямс (Tony Williams) и Крейг Виттенберг (Craig Wittenberg). Все трое по-прежнему в Microsoft за работой над воистину редкостной чепухой.
Боб, Тони и Крейг были частью кросс-группы, получившей привилегию создания базовой технологии, которая позволила бы воплотить в жизнь мечту Билла Гейтса о IAYF (Information at Your Fingertips – информация на кончиках ваших пальцев)[4]. Но хотя эти трое прекрасно осознавали грядущую мощь СОМ, на деле они были обременены выпуском того, что лишь использовало СОМ: OLE 2.0. Это помогает объяснить, почему оформление документации для собственно СОМ заняло столько времени. Жаль.
Первая реализация СОМ была выпущена в свет как часть программного продукта OLE 2.0 в мае 1993 года.
Корневой интерфейс (тогда он еще не назывался IUnknown) имел в своем составе метод GetClassID. Тот факт, что он был перемещен в IPersist, иллюстрирует принцип поддерживать модель СОМ настолько простой, насколько это возможно.
В одно время IUnknown не имел метода AddRef. В дальнейшем стало ясно, что запрещение копирования указателей интерфейсов – слишком жесткое ограничение для пользователей.
«Unknown» в «IUnknown» возник как результат создания Тони Вильямсом в декабре 1988 года внутреннего документа фирмы Microsoft под названием Object Architecture: Dealing with the Unknown—or—Type Safety in a Dynamically Extensible Class Library (Архитектура объектов: борьба с неизвестным – или – безопасность типов в динамически расширяемой библиотеке классов).
Решение использовать RPC в качестве механизма межпроцессорного управления (interprocess remoting mechanism) было принято в первые два месяца 1991 года. Служебная записка Боба Аткинсона, озаглавленная IAYF Requirements for RPC (Технические требования IAYF для RPC), документирует требования, предъявленные команде создателей RPC теми, кого впоследствии назвали «командой IAYF». Эта команда отвечала за создание основы того, что осуществило бы мечту Билла Гейтса об «Information at Your Fingertips». Этой основой и была СОМ (хотя тогда она еще так не называлась).
Моникеры (monikers) намного мощнее, чем вы думаете.
Это Марк Райланд (Mark Ryland) виноват в том, что некоторые расшифровывают аббревиатуру СОМ как «Common Object Model» (модель общих объектов). Он глубоко сожалеет об этом и рассыпается в извинениях.
«MEOW» (мяу) в действительности не является сокращением Microsoft Extensible Object Wire (наращиваемый провод для объектов Microsoft). Это шутка Рика (Rick).
Windows NT 3.5 включали в себя первые версии 32-разрядных СОМ и OLE. Кто-то случайно оставил «#pragma optimization off» в одном из основных заголовочных файлов. Упс! (Oops).
Нет ни одной книги (на английском) о СОМ, DCOM, OLE или ActiveX, которую бы я не прочитал. Вы, вероятно, найдете мое имя в качестве технического обозревателя в списке разработчиков. Я также сам написал множество статей об этих технологиях, и был первым издателем СОМ Specification (Спецификация СОМ). Я провел сотни презентаций СОМ для технических и нетехнических аудиторий. Из всего этого должно быть ясно, что я потратил огромное количество времени и энергии, чтобы найти наилучший способ объяснить, что такое СОМ.
А теперь, похоже, весь мой тяжкий труд пропал даром, поскольку после прочтения последнего чернового варианта этой книги мне стало ясно, что никто не объясняет СОМ лучше, чем Дон Бокс.
Надеюсь, что вы насладитесь этой прогулкой в той же мере, как и я.
Чарли Киндел (Charlie Kindel)
СОМовец (СОМ guy), корпорация Microsoft
Сентябрь 1997 г.
Будет ли портрет Дона на четвертой стороне обложки, и если да, то какой длины будут его волосы?
Осознают ли читатели этой книги, что у Дона есть индивидуализированные (personalized) лицензионные платы, способные читать интерфейс «IUNKNOWN»?
Что за чертовщину нужно писать в предисловии к книге?
У меня было две идеи насчет того, что написать в этом предисловии. Первая – высказать несколько мыслей о конструировании СОМ, которые я уже давно собираюсь записать. Вторая идея – польстить Дону Боксу в той же мере, в какой он польстил мне обращением с просьбой написать предисловие к своей книге. В конце концов я решил осуществить обе идеи.
Что есть СОМ? Зачем его придумали? Дон кратко осветил эти вопросы в первой главе. Вводная часть заканчивается словами «…в этой главе показана архитектура для повторного использования модулей, которая позволяет динамично и эффективно строить системы из независимо сконструированных двоичных компонентов». Остальная часть этой главы ведет вас шаг за шагом сквозь мыслительный процесс, происходивший в умах разработчиков СОМ с 1988 по 1993 годы, когда была выпущена первая версия СОМ.
Я думаю, что существует несколько аспектов конструирования СОМ, которые обеспечили его длительный успех. Первое и основное – это практичность, второе – простота, из которой проистекает его гибкость, или податливость.
Практичность
СОМ относится к разработке программного обеспечения весьма прагматично. Вместо того чтобы искать решение на основе почти религиозной академической догмы объектно-ориентированного программирования, СОМ-конструирование принимает во внимание как человеческую природу, так и капитализм. Команда разработчиков выделила лучшие, наиболее коммерчески убедительные аспекты классического объектного ориентирования (ОО) и объединила их с тем, чему она научилась при попытках добиться повторного использования предыдущих программных разработок – как внутри, так и вне Microsoft.Большинство классических текстов, посвященных ОО, описывают систему или язык как ориентированный объект, если он поддерживает инкапсуляцию (сокрытие информации), полиморфизм и наследование. Часто подчеркивается, что главной движущей силой повторного использования является наследование. Разработчики СОМ не согласились с таким акцентом. Они поняли, что это слишком упрощенное представление и что в действительности существуют два вида наследования. Наследование реализации предполагает, что наследуется фактическая реализация (поведение). Наследование интерфейсов предполагает, что наследуется только определение (спецификация) поведения. Именно второй вид наследования обеспечивает полиморфизм, и этот вид полностью поддерживается моделью СОМ. С другой стороны, наследование реализации – это просто один из механизмов для повторного использования существующей реализации. Тем не менее, если конечной целью является повторное использование, тогда наследование реализации является просто средством для достижения этой цели, но не является самоцелью.
Как в исследовательских, так и в коммерческих кругах разработчиков программного обеспечения считалось общепринятым, что наследование реализации – полезный и мощный инструмент, хотя он может привести к чрезмерной связи между базовым и производным классами. Поскольку наследование реализации часто вызывает «утечку» некоторых элементов реализации базового класса, нарушая инкапсуляцию этого класса, разработчики СОМ понимали, что наследование реализации должно быть ограничено программированием внутри компонентов. Поэтому СОМ не поддерживает наследование реализации между компонентами, но поддерживает ее внутри компонентов. Наследование же интерфейсов СОМ поддерживает полностью (по сути, она полагается на это).
Разработчики СОМ развенчали миф о том, что главную роль при достижении повторного использования играет наследование. Фундаментальное понятие, использующееся в СОМ при моделировании повторного использования, – это инкапсуляция, а не наследование. А принцип наследования СОМ использует при моделировании взаимоотношения типов между объектами, выполняющими сходные функции. Построением СОМ-модели повторного использования на основе инкапсуляции разработчики поддерживали повторное использование в форме черного ящика, устраивающее ожидаемый рынок компонентов. Идея состоит в том, что клиенты должны иметь дело с объектами как с непрозрачными компонентами в смысле того, что находится у них внутри и как они реализованы. Разработчики СОМ полагали, что для проведения этой идеи в жизнь должна быть разработана архитектура. С какой стати любой может разрабатывать систему с другой моделью для повторного использования? Хороший вопрос. Дело, однако, в том, что мир полон «объектно-ориентированных» систем, которые не только не поддерживают инкапсуляцию в стиле черного ящика, но даже затрудняют ее достижение. Классическим примером этого является C++. В первой главе своей книги Дон очень понятно объясняет то, что я подразумеваю под этим.
Следующие уравнения иллюстрируют различия между объектно-ориентированным и компонентно-ориентированным программированием.
Объектно-ориентированное программирование = полиморфизм + (немного) позднее связывание + (немного) инкапсуляции + наследование.
Компонентно-ориентированное программирование = полиморфизм + (истинно) позднее связывание + (действительная, принудительная) инкапсуляция + наследование интерфейсов + двоичное повторное использование.
Во всяком случае для меня эта дискуссия – род забавы. Борцы за чистоту OO, проживающие в comp.object и comp.object.corba, выбились из сил, тыча пальцами в СОМ и говоря: «Но он не по-настоящему объектно-ориентированный». Вы можете оспорить это двумя способами:
1. «Он-то как раз по-настоящему! Это ваше определение ОО неправильное».
2. «Ну и что!?! СОМ имеет феноменальный коммерческий успех и позволяет тысячам независимых разработчиков создавать потрясающее программное обеспечение, которое интерполирует и интегрирует. И они делают деньги. Много денег[1]. Программные компоненты, написанные ими, покупаются, используются и повторно используются. Разве не в этом смысл любой технологии? Кроме того, я всегда могу доказать, что только СОМ является истинно компонентно-ориентированным [2].
Вот так-то!
Простота ведет к податливости (malleability)
mal-le-a-ble (mal'e-e-bel) adjective (прилагательное)1. Способный быть выкованным или сформированным, как под ударами молота или под давлением: податливый металл.
2. Легко контролируемый или поддающийся влиянию; послушный.
3. Способный подстраиваться под изменяющиеся обстоятельства, легко приспосабливаемый: гибкий ум прагматика[3].
Первое реальное применение СОМ заключалось в том, что он был взят за основу при второй попытке фирмы Microsoft создать сложную структуру документов Object Linking & Embedding 2.0 (связывание и внедрение объектов, OLE 2.0). Если вы рассмотрите всю массу возможностей для приложения СОМ в настоящее время, то сразу поймете, что я имею в виду, называя его податливым. Программисты используют СОМ для обеспечения сменной (plug-in) архитектуры для своих приложений; для конструирования крупномасштабных многоярусных клиент/серверных приложений; для ведения дел и заключения сделок в мире бизнеса; для создания развлекательных сюжетов на Web-страницах; для контроля и мониторинга производственных процессов и даже для выслеживания спутников-шпионов путем дистанционного управления целой армией телескопов.
Эта податливость достигнута благодаря тому, что разработчики СОМ поставили во главу угла принцип: ядро модели будет настолько простым, насколько это необходимо, но не более. Одной из наиболее явных сторон этого подхода является нудность программирования на СОМ на сегодняшний день. Программисты, работающие на С или C++, должны возиться со всей этой ерундой, в том числе с GUID и со счетчиками ссылок. Можно было бы добавить к СОМ всякого рода усовершенствования с целью упрощения работы с ней. Но разработчики вместо этого акцентировали внимание на том, чтобы заставить модель работать. Они считали, что если они достигнут успеха, то сервисную поддержку можно будет обеспечить позднее. И это предположение было подтверждено недавними выпусками простых в употреблении инструментов СОМ, таких как Visual Basic, поддержка СОМ в Visual C++ 5.0, а также Active Template Library. К тому времени, когда вы читаете этот текст, фирма Microsoft должна уже объявить о своих будущих планах радикально упростить разработку СОМ с помощью внедрения общего времени выполнения (runtime), которое будет доступно для всего инструментария: СОМ+.
Фольклор
Любая технология, распространенная так широко, как СОМ, начинает обрастать фольклором. Ради забавы приведу несколько, возможно, неизвестных вам тезисов. Некоторые из них даже правдивы.Огромное множество людей из различных групп по всей фирме Microsoft внесли серьезный вклад в разработку СОМ, но главными архитекторами СОМ были Боб Аткинсон (Bob Atkinson), Тони Вильямс (Tony Williams) и Крейг Виттенберг (Craig Wittenberg). Все трое по-прежнему в Microsoft за работой над воистину редкостной чепухой.
Боб, Тони и Крейг были частью кросс-группы, получившей привилегию создания базовой технологии, которая позволила бы воплотить в жизнь мечту Билла Гейтса о IAYF (Information at Your Fingertips – информация на кончиках ваших пальцев)[4]. Но хотя эти трое прекрасно осознавали грядущую мощь СОМ, на деле они были обременены выпуском того, что лишь использовало СОМ: OLE 2.0. Это помогает объяснить, почему оформление документации для собственно СОМ заняло столько времени. Жаль.
Первая реализация СОМ была выпущена в свет как часть программного продукта OLE 2.0 в мае 1993 года.
Корневой интерфейс (тогда он еще не назывался IUnknown) имел в своем составе метод GetClassID. Тот факт, что он был перемещен в IPersist, иллюстрирует принцип поддерживать модель СОМ настолько простой, насколько это возможно.
В одно время IUnknown не имел метода AddRef. В дальнейшем стало ясно, что запрещение копирования указателей интерфейсов – слишком жесткое ограничение для пользователей.
«Unknown» в «IUnknown» возник как результат создания Тони Вильямсом в декабре 1988 года внутреннего документа фирмы Microsoft под названием Object Architecture: Dealing with the Unknown—or—Type Safety in a Dynamically Extensible Class Library (Архитектура объектов: борьба с неизвестным – или – безопасность типов в динамически расширяемой библиотеке классов).
Решение использовать RPC в качестве механизма межпроцессорного управления (interprocess remoting mechanism) было принято в первые два месяца 1991 года. Служебная записка Боба Аткинсона, озаглавленная IAYF Requirements for RPC (Технические требования IAYF для RPC), документирует требования, предъявленные команде создателей RPC теми, кого впоследствии назвали «командой IAYF». Эта команда отвечала за создание основы того, что осуществило бы мечту Билла Гейтса об «Information at Your Fingertips». Этой основой и была СОМ (хотя тогда она еще так не называлась).
Моникеры (monikers) намного мощнее, чем вы думаете.
Это Марк Райланд (Mark Ryland) виноват в том, что некоторые расшифровывают аббревиатуру СОМ как «Common Object Model» (модель общих объектов). Он глубоко сожалеет об этом и рассыпается в извинениях.
«MEOW» (мяу) в действительности не является сокращением Microsoft Extensible Object Wire (наращиваемый провод для объектов Microsoft). Это шутка Рика (Rick).
Windows NT 3.5 включали в себя первые версии 32-разрядных СОМ и OLE. Кто-то случайно оставил «#pragma optimization off» в одном из основных заголовочных файлов. Упс! (Oops).
Нет ни одной книги (на английском) о СОМ, DCOM, OLE или ActiveX, которую бы я не прочитал. Вы, вероятно, найдете мое имя в качестве технического обозревателя в списке разработчиков. Я также сам написал множество статей об этих технологиях, и был первым издателем СОМ Specification (Спецификация СОМ). Я провел сотни презентаций СОМ для технических и нетехнических аудиторий. Из всего этого должно быть ясно, что я потратил огромное количество времени и энергии, чтобы найти наилучший способ объяснить, что такое СОМ.
А теперь, похоже, весь мой тяжкий труд пропал даром, поскольку после прочтения последнего чернового варианта этой книги мне стало ясно, что никто не объясняет СОМ лучше, чем Дон Бокс.
Надеюсь, что вы насладитесь этой прогулкой в той же мере, как и я.
Чарли Киндел (Charlie Kindel)
СОМовец (СОМ guy), корпорация Microsoft
Сентябрь 1997 г.
Предисловие Грэйди Буча
Порой о книге можно не просто сказать много хорошего, а сказать это дважды. Это одна из причин, по которой к книге Дона написано два предисловия – она заслуживает этого.
Если вы занимаетесь созданием систем для Windows 95 или NT, вы никак не можете обойтись без СОМ. Visual Studio, и особенно Visual Basic, скрывают некоторые сложности СОМ, но если вы: а) действительно хотите понять, что происходит «за кулисами» и/или б) использовать мощность СОМ, то книга Дона – для вас.
Что мне особенно нравится в этой книге, так это путь, которым идет Дон, освещая СОМ для читателя. Сначала перед вами открываются проблемы создания рассредоточенных и действующих одновременно систем; затем вам подробно и тщательно объясняют, как эти проблемы решает СОМ. Даже если вы не знаете абсолютно ничего о СОМ, когда начинаете читать эту книгу, вас проведут по простой и понятной концептуальной модели СОМ, после чего вы поймете все задачи, которые СОМ ставит перед собой, и вам станет ясен характер сил, придающих ему ту структуру и тот образ действий, которыми он обладает. Если же вы – опытный разработчик СОМ, то вы в полной мере оцените предложенные Доном остроумные и нестандартные способы применения СОМ для решения обычных задач.
СОМ – наиболее широко используемая объектная модель для разработки рассредоточенных и действующих одновременно систем. Эта книга поможет вам использовать СОМ для успешного развития такого рода систем.
Грэйди Буч (Grady Booch)
Если вы занимаетесь созданием систем для Windows 95 или NT, вы никак не можете обойтись без СОМ. Visual Studio, и особенно Visual Basic, скрывают некоторые сложности СОМ, но если вы: а) действительно хотите понять, что происходит «за кулисами» и/или б) использовать мощность СОМ, то книга Дона – для вас.
Что мне особенно нравится в этой книге, так это путь, которым идет Дон, освещая СОМ для читателя. Сначала перед вами открываются проблемы создания рассредоточенных и действующих одновременно систем; затем вам подробно и тщательно объясняют, как эти проблемы решает СОМ. Даже если вы не знаете абсолютно ничего о СОМ, когда начинаете читать эту книгу, вас проведут по простой и понятной концептуальной модели СОМ, после чего вы поймете все задачи, которые СОМ ставит перед собой, и вам станет ясен характер сил, придающих ему ту структуру и тот образ действий, которыми он обладает. Если же вы – опытный разработчик СОМ, то вы в полной мере оцените предложенные Доном остроумные и нестандартные способы применения СОМ для решения обычных задач.
СОМ – наиболее широко используемая объектная модель для разработки рассредоточенных и действующих одновременно систем. Эта книга поможет вам использовать СОМ для успешного развития такого рода систем.
Грэйди Буч (Grady Booch)
От автора
Моя работа завершена. Наконец-то я могу отдохнуть, осознав, что наконец изложил на бумаге то, что часто называют развернутой летописью СОМ. Книга отражает эволюцию моего собственного понимания этой норовистой технологии, которую фирма Microsoft в 1993 году сочла достаточно послушной для показа программистскому миру. Хотя я и не присутствовал на конференции профессиональных разработчиков по OLE (OLE Professional Developer's Conference), я по-прежнему чувствую себя так, как будто я занимаюсь СОМ всегда. После почти четырех лет работы с СОМ я с трудом вспоминаю доСOМовскую эру программирования. Тем не менее, я прекрасно помню свой мучительный путь через прерию СОМ в начале 1994 года.
Прошло около шести месяцев, прежде чем я почувствовал, что понял в СОМ хоть что-либо. В течение этого шестимесячного стартового периода работы с СОМ я мог успешно писать СОМ-программы и почти мог объяснить, почему они работают. Однако у меня не было органического понимания того, почему модель программирования СОМ была тем, чем она была. К счастью, в один из дней, а именно 8 августа 1994 года, примерно через шесть месяцев с момента покупки книги OLE2 изнутри (Inside OLE2), на меня снизошло прозрение, и в одночасье СОМ стал для меня понятен. Это никоим образом не означало, что я понимал каждый интерфейс СОМ и каждую API-функцию. Но я в значительной степени понял главные побудительные мотивы СОМ. А значит, стало ясно, как применить эту модель программирования к ежедневным программистским задачам. Многие разработчики испытали нечто похожее. А так как я пишу это введение три августа спустя, эти разработчики все еще вынуждены пройти сквозь этот шестимесячный период ожидания, прежде чем стать продуктивными членами сообщества СОМ. Я хотел бы надеяться, что моя книга сможет сократить этот период, но обещаний не даю.
Как подчеркивается в этой книге, СОМ – это в большей степени стиль программирования, чем технология. С этих позиций я стремился не вбивать в читателя подробные описания каждого параметра каждого метода каждого интерфейса. Более того, я старался выделить сущность того, чему в действительности посвящена СОМ, предоставив документации по SDK заполнить пробелы, остающиеся в каждой главе. Насколько это возможно, я стремился скорее обрисовать те напряжения, которые лежат в основе каждого отдельного аспекта СОМ, нежели приводить подробные примеры того, как применять каждый интерфейс и каждую API-функцию к какой-нибудь хитроумной иллюстративной программе. Мой собственный опыт показал, что как только я понял почему, понимание как последовало само собой. И наоборот, простое понимание как редко ведет к адекватному проникновению в суть с тем, чтобы экстраполировать за пределы документации. И если кто-то надеется быть в курсе непрерывного развития этой модели программирования, то глубокое понимание ее сути необходимо.
СОМ является чрезвычайно гибкой основой для создания рассредоточенных объектно-ориентированных систем. Чтобы использовать эту гибкость СОМ, часто требуется мыслить вне ограничений, диктуемых документацией по SDK, статьями или книгами. Моя личная рекомендация состоит в том, чтобы осознать: все, что вы читаете (в том числе и эта книга), может быть неверным или вопиюще устареть, и вместо этого необходимо сформировать свое собственное понимание этой модели программирования. Безошибочный путь к пониманию этой модели программирования состоит в том, чтобы сконцентрироваться на совершенствовании базового словаря СОМ. Это может быть достигнуто только через написание программ в стиле СОМ и анализ того, почему эти программы работают так, как они работают. Чтение книг, статей и документации может помочь, но в конечном счете только выделение времени на обдумывание четырех основных принципов СОМ (интерфейсы, классы, апартаменты (apartments) и обеспечение безопасности) может повысить вашу эффективность как разработчика СОМ.
Чтобы помочь разработчику сфокусироваться на этих базовых принципах, я постарался включить в книгу столько кода, сколько это возможно без того, чтобы откровенно снабжать читателей замысловатыми реализациями для простого копирования их в свой исходный код. А чтобы обеспечить в контексте представительство программной методики СОМ, в приложения В содержится одно законченное СОМ-приложение, которое служит примером применения многих концепций, обсуждаемых на протяжении всей этой книги. Кроме того, загружаемый код для этой книги содержит библиотеку кода СОМ-утилит, которые я счел полезными в моих собственных разработках. Некоторые части этой библиотеки детально обсуждаются в книге, но библиотека в целом включена для демонстрации того, как на деле создавать реализации C++. Заметим также, что большая часть кода, появляющегося в каждой главе, использует макрос assert (объявить) из С-библиотеки этапа выполнения (runtime) с целью подчеркнуть тот факт, что могут встретиться определенные условия «до» и «после». В готовом коде многие из этих операторов assert следует заменить каким-либо кодом, более терпимо обрабатывающим ошибки.
Одним из недостатков издаваемых книг является то, что они часто устаревают уже к моменту их появления на книжных прилавках. И эта книга не исключение. В частности, предстоящий выход в свет СОМ+ и Windows NT 5.0 несомненно сделают некоторые аспекты этой книги неверными или по крайней мере неполными. Я старался предугадать, какую эволюцию придется претерпеть модели СОМ из-за выхода Windows NT 5.0, однако в момент написания этого текста Windows NT 5.0 еще не прошла внешнее тестирование, и вся информация подлежит изменениям. СОМ+ сулит усовершенствовать модель еще дальше; но было, однако, невозможно включить охват СОМ+ и в то же время выпустить мой манускрипт в этом году. Я настоятельно рекомендую вам изучать как Windows NT 5.0, так и СОМ+, когда они станут доступны.
Я должен был принять еще одно мучительное решение – как обращаться к различным коммерческим библиотекам, привыкшим реализовывать компоненты СОМ на C++. Заметив в различных группах новостей Интернета одни и те же проблемы, я предпочел игнорировать ATL (и MSC) и вместо этого сосредоточиться на повседневных темах СОМ, с которыми должен справляться каждый разработчик независимо от того, какой библиотекой он пользуется. Все больше и больше разработчиков создают спагетти ATL и удивляются, почему ничего не работает. Я твердо уверен, что невозможно выучить СОМ, программируя в ATL или MSC. Это не значит, что ATL и MSC не являются полезными инструментами для разработки компонентов СОМ. Это просто означает, что они не годятся для демонстрации или изучения принципов и технологий программирования в СОМ. Поэтому ATL не подходит для книги, сосредоточенной на модели программирования СОМ. К счастью, большинство разработчиков находят, что если есть понимание СОМ, то одолеть основы ATL не составит особого труда.
Наконец, цитаты, которыми начинается каждая глава, – это мой шанс написать для малого раздела книги то, что мне хочется. А чтобы сохранить насколько возможно непрерывность моего изложения, я ограничил свои необузданные и отклоняющиеся от темы сюжеты не более чем 15 строками кода C++ на главу. Обыкновенно этот код/цитата отражает доСОМовский подход к проблеме или концепции, представленной в данной главе. Предлагаю читателю в качестве упражнения попытаться на основе этих намеков реконструировать мое душевное состояние при написании каждой конкретной главы.
Прошло около шести месяцев, прежде чем я почувствовал, что понял в СОМ хоть что-либо. В течение этого шестимесячного стартового периода работы с СОМ я мог успешно писать СОМ-программы и почти мог объяснить, почему они работают. Однако у меня не было органического понимания того, почему модель программирования СОМ была тем, чем она была. К счастью, в один из дней, а именно 8 августа 1994 года, примерно через шесть месяцев с момента покупки книги OLE2 изнутри (Inside OLE2), на меня снизошло прозрение, и в одночасье СОМ стал для меня понятен. Это никоим образом не означало, что я понимал каждый интерфейс СОМ и каждую API-функцию. Но я в значительной степени понял главные побудительные мотивы СОМ. А значит, стало ясно, как применить эту модель программирования к ежедневным программистским задачам. Многие разработчики испытали нечто похожее. А так как я пишу это введение три августа спустя, эти разработчики все еще вынуждены пройти сквозь этот шестимесячный период ожидания, прежде чем стать продуктивными членами сообщества СОМ. Я хотел бы надеяться, что моя книга сможет сократить этот период, но обещаний не даю.
Как подчеркивается в этой книге, СОМ – это в большей степени стиль программирования, чем технология. С этих позиций я стремился не вбивать в читателя подробные описания каждого параметра каждого метода каждого интерфейса. Более того, я старался выделить сущность того, чему в действительности посвящена СОМ, предоставив документации по SDK заполнить пробелы, остающиеся в каждой главе. Насколько это возможно, я стремился скорее обрисовать те напряжения, которые лежат в основе каждого отдельного аспекта СОМ, нежели приводить подробные примеры того, как применять каждый интерфейс и каждую API-функцию к какой-нибудь хитроумной иллюстративной программе. Мой собственный опыт показал, что как только я понял почему, понимание как последовало само собой. И наоборот, простое понимание как редко ведет к адекватному проникновению в суть с тем, чтобы экстраполировать за пределы документации. И если кто-то надеется быть в курсе непрерывного развития этой модели программирования, то глубокое понимание ее сути необходимо.
СОМ является чрезвычайно гибкой основой для создания рассредоточенных объектно-ориентированных систем. Чтобы использовать эту гибкость СОМ, часто требуется мыслить вне ограничений, диктуемых документацией по SDK, статьями или книгами. Моя личная рекомендация состоит в том, чтобы осознать: все, что вы читаете (в том числе и эта книга), может быть неверным или вопиюще устареть, и вместо этого необходимо сформировать свое собственное понимание этой модели программирования. Безошибочный путь к пониманию этой модели программирования состоит в том, чтобы сконцентрироваться на совершенствовании базового словаря СОМ. Это может быть достигнуто только через написание программ в стиле СОМ и анализ того, почему эти программы работают так, как они работают. Чтение книг, статей и документации может помочь, но в конечном счете только выделение времени на обдумывание четырех основных принципов СОМ (интерфейсы, классы, апартаменты (apartments) и обеспечение безопасности) может повысить вашу эффективность как разработчика СОМ.
Чтобы помочь разработчику сфокусироваться на этих базовых принципах, я постарался включить в книгу столько кода, сколько это возможно без того, чтобы откровенно снабжать читателей замысловатыми реализациями для простого копирования их в свой исходный код. А чтобы обеспечить в контексте представительство программной методики СОМ, в приложения В содержится одно законченное СОМ-приложение, которое служит примером применения многих концепций, обсуждаемых на протяжении всей этой книги. Кроме того, загружаемый код для этой книги содержит библиотеку кода СОМ-утилит, которые я счел полезными в моих собственных разработках. Некоторые части этой библиотеки детально обсуждаются в книге, но библиотека в целом включена для демонстрации того, как на деле создавать реализации C++. Заметим также, что большая часть кода, появляющегося в каждой главе, использует макрос assert (объявить) из С-библиотеки этапа выполнения (runtime) с целью подчеркнуть тот факт, что могут встретиться определенные условия «до» и «после». В готовом коде многие из этих операторов assert следует заменить каким-либо кодом, более терпимо обрабатывающим ошибки.
Одним из недостатков издаваемых книг является то, что они часто устаревают уже к моменту их появления на книжных прилавках. И эта книга не исключение. В частности, предстоящий выход в свет СОМ+ и Windows NT 5.0 несомненно сделают некоторые аспекты этой книги неверными или по крайней мере неполными. Я старался предугадать, какую эволюцию придется претерпеть модели СОМ из-за выхода Windows NT 5.0, однако в момент написания этого текста Windows NT 5.0 еще не прошла внешнее тестирование, и вся информация подлежит изменениям. СОМ+ сулит усовершенствовать модель еще дальше; но было, однако, невозможно включить охват СОМ+ и в то же время выпустить мой манускрипт в этом году. Я настоятельно рекомендую вам изучать как Windows NT 5.0, так и СОМ+, когда они станут доступны.
Я должен был принять еще одно мучительное решение – как обращаться к различным коммерческим библиотекам, привыкшим реализовывать компоненты СОМ на C++. Заметив в различных группах новостей Интернета одни и те же проблемы, я предпочел игнорировать ATL (и MSC) и вместо этого сосредоточиться на повседневных темах СОМ, с которыми должен справляться каждый разработчик независимо от того, какой библиотекой он пользуется. Все больше и больше разработчиков создают спагетти ATL и удивляются, почему ничего не работает. Я твердо уверен, что невозможно выучить СОМ, программируя в ATL или MSC. Это не значит, что ATL и MSC не являются полезными инструментами для разработки компонентов СОМ. Это просто означает, что они не годятся для демонстрации или изучения принципов и технологий программирования в СОМ. Поэтому ATL не подходит для книги, сосредоточенной на модели программирования СОМ. К счастью, большинство разработчиков находят, что если есть понимание СОМ, то одолеть основы ATL не составит особого труда.
Наконец, цитаты, которыми начинается каждая глава, – это мой шанс написать для малого раздела книги то, что мне хочется. А чтобы сохранить насколько возможно непрерывность моего изложения, я ограничил свои необузданные и отклоняющиеся от темы сюжеты не более чем 15 строками кода C++ на главу. Обыкновенно этот код/цитата отражает доСОМовский подход к проблеме или концепции, представленной в данной главе. Предлагаю читателю в качестве упражнения попытаться на основе этих намеков реконструировать мое душевное состояние при написании каждой конкретной главы.
Благодарности
Написать книгу невероятно трудно – по крайней мере, для меня. Но я определенно знаю, что два человека страдали больше, чем я, – это моя терпеливая жена Барбара и мой снисходительный сын Макс (который, несмотря на свою юность, предпочитает СОМ другим объектным моделям). Мои благодарности им обоим: за то, что терпели мое отсутствие и почти постоянное капризное поведение, пока я пытался писать. К счастью, моя только что появившаяся дочь Эван родилась тогда, когда основная часть этой книги была уже написана, и ее отец стал в достаточной степени и домашним, и приятным. Такие же благодарности – всем сотрудникам DevelopMentor, которые были вынуждены подменять меня, когда я исчезал, чтобы выжать из себя очередную главу.
Большая часть моих ранних размышлений о рассредоточенных системах возникла, когда я в начале 90-х работал на Татсуя Суда (Tatsuya Suda) в университетском колледже в Ирвине. Татсуя учил меня и читать, и писать, и как вести себя с несдержанными пассажирами в токийских поездах. Спасибо и простите.
Благодарю и моего бывшего напарника по офису Дуга Шмидта (Doug Schmidt) – за то, что он представил меня Стэну Липпману (Stan Lippman) из C++ Report. Несмотря на поразительное неприятие Стэном моей первой статьи, мое имя впервые вышло в свет благодаря вам обоим.
Благодарю Майка Хендриксона (Mike Hendrickson) и Алана Фьюэра (Alan Feuer) за то, что поддержали этот проект в самом начале. Спасибо Бену Райану (Ben Ryan) и Джону Уэйту (John Wait) за их терпение. Благодарю Картера Шанклина (Carter Shanklin), который поддерживал этот проект до самого конца.
Спасибо людям из Microsoft Systems Journal, терпевшим мои поздние представления рукописей во время изготовления этой книги. Особые благодарности Джоанне Стэйнхарт (Joanne Steinhart), Гретхен Билсон (Gretchen Bilson), Дэйву Эдсону (Dave Edson), Джо Фланигену (Joe Flanigen), Эрику Маффеи (Eric Maffei), Мишелю Лонгакрэ (Michael Longacre), Джошуа Трупину (Joshua Trupin), Лауре Эйлер (Laura Euler) и Джоан Левинсон (Joan Levinson). Я обещаю больше никогда не запаздывать.
Благодарю Дэвида Чаппела (David Chappell) за то, что он написал лучшую из всех книг по СОМ. Я искренне рекомендую всем купить экземпляр и прочесть по меньшей мере дважды.
Спасибо приверженцам и фанатикам CORBA и Java, вовлекшим меня в многолетние жаркие сражения на различных конференциях сети Usenet. Ваша неизменная бдительность сделала мое понимание СОМ неизмеримо более глубоким. Несмотря на то, что я все еще считаю многие ваши аргументы неубедительными и в чем-то даже марсианскими, я уважаю ваше желание выжить.
Некоторые люди в фирме Microsoft очень помогали мне в течение многих лет и прямо или косвенно помогли написать эту книгу. Сара Вильямс (Sara Williams) была первым человеком СОМ из фирмы Microsoft, с которым я встретился. Сразу объяснив мне, что она недостаточно близко знакома с Биллом, она в утешение тут же представила меня Гретхен Билсон (Gretchen Bilson) и Эрику Маффеи (Eric Maffei) из Microsoft Systems Journal. Сара неизменно была «евангелистом Бокса» внутри фирмы, за что я ей навеки благодарен. Чарли Киндел (Charlie Kindel) написал прелестное предисловие к моей книге, несмотря на плотный график работы и чрезвычайно регулярные визиты к парикмахеру. Нэт Браун (Nat Brown) был первым человеком, показавшим мне, что такое апартаменты (apartments) и непоправимо развратившим мой лексикон, засорив его немецким словом «schwing» (вибрировать). Крэйг Брокшмидт (Kraig Brockschmidt) объяснил мне, что один из аспектов СОМ, выглядящий невероятно изящным, на деле был гротескным хакерским трюком, примененным в последнюю минуту. Дэйв Рид (Dave Reed) представил меня Вайперу (Viper) и выслушивает мои претензии всякий раз, когда я посещаю Рэдмонд. Пэт Хэлланд (Pat Helland) провел целую неделю конференции TechEd'97, вкручивая мне мозги и побуждая меня пересмотреть большинство из моих коренных представлений относительно СОМ. Скотт Робинсон (Scott Robinson), Андреас Лютер (Andreas Luther), Маркус Хорстман (Markus Horstmann), Мэри Киртланд (Mary Kirtland), Ребекка Норландер (Rebecca Norlander) и Грэг Хоуп (Greg Hope) много сделали для того, чтобы вытащить меня из тьмы. Тэд Хейз (Ted Hase) помогал мне печататься. Рик Хилл (Rick Hill) и Алекс Арманасу (Alex Armanasu) делали большое дело – наблюдали мою спину на техническом фронте. Другие люди из Microsort, оказавшие влияние на мою работу своим участием: Тони Вильямс (Tony Williams), Боб Аткинсон (Bob Atkinson), Крэйг Виттенберг (Craig Wittenberg), Криспин Госвелл (Crispin Goswell), Пол Лич (Paul Leach), Дэвид Кэйз (David Kays), Джим Спрингфилд (Jim Springfield), Кристиан Бомон (Christian Beaumont), Марио Гёрцел (Mario Goertzel) и Мишель Монтегю (Michael Montague).
Большая часть моих ранних размышлений о рассредоточенных системах возникла, когда я в начале 90-х работал на Татсуя Суда (Tatsuya Suda) в университетском колледже в Ирвине. Татсуя учил меня и читать, и писать, и как вести себя с несдержанными пассажирами в токийских поездах. Спасибо и простите.
Благодарю и моего бывшего напарника по офису Дуга Шмидта (Doug Schmidt) – за то, что он представил меня Стэну Липпману (Stan Lippman) из C++ Report. Несмотря на поразительное неприятие Стэном моей первой статьи, мое имя впервые вышло в свет благодаря вам обоим.
Благодарю Майка Хендриксона (Mike Hendrickson) и Алана Фьюэра (Alan Feuer) за то, что поддержали этот проект в самом начале. Спасибо Бену Райану (Ben Ryan) и Джону Уэйту (John Wait) за их терпение. Благодарю Картера Шанклина (Carter Shanklin), который поддерживал этот проект до самого конца.
Спасибо людям из Microsoft Systems Journal, терпевшим мои поздние представления рукописей во время изготовления этой книги. Особые благодарности Джоанне Стэйнхарт (Joanne Steinhart), Гретхен Билсон (Gretchen Bilson), Дэйву Эдсону (Dave Edson), Джо Фланигену (Joe Flanigen), Эрику Маффеи (Eric Maffei), Мишелю Лонгакрэ (Michael Longacre), Джошуа Трупину (Joshua Trupin), Лауре Эйлер (Laura Euler) и Джоан Левинсон (Joan Levinson). Я обещаю больше никогда не запаздывать.
Благодарю Дэвида Чаппела (David Chappell) за то, что он написал лучшую из всех книг по СОМ. Я искренне рекомендую всем купить экземпляр и прочесть по меньшей мере дважды.
Спасибо приверженцам и фанатикам CORBA и Java, вовлекшим меня в многолетние жаркие сражения на различных конференциях сети Usenet. Ваша неизменная бдительность сделала мое понимание СОМ неизмеримо более глубоким. Несмотря на то, что я все еще считаю многие ваши аргументы неубедительными и в чем-то даже марсианскими, я уважаю ваше желание выжить.
Некоторые люди в фирме Microsoft очень помогали мне в течение многих лет и прямо или косвенно помогли написать эту книгу. Сара Вильямс (Sara Williams) была первым человеком СОМ из фирмы Microsoft, с которым я встретился. Сразу объяснив мне, что она недостаточно близко знакома с Биллом, она в утешение тут же представила меня Гретхен Билсон (Gretchen Bilson) и Эрику Маффеи (Eric Maffei) из Microsoft Systems Journal. Сара неизменно была «евангелистом Бокса» внутри фирмы, за что я ей навеки благодарен. Чарли Киндел (Charlie Kindel) написал прелестное предисловие к моей книге, несмотря на плотный график работы и чрезвычайно регулярные визиты к парикмахеру. Нэт Браун (Nat Brown) был первым человеком, показавшим мне, что такое апартаменты (apartments) и непоправимо развратившим мой лексикон, засорив его немецким словом «schwing» (вибрировать). Крэйг Брокшмидт (Kraig Brockschmidt) объяснил мне, что один из аспектов СОМ, выглядящий невероятно изящным, на деле был гротескным хакерским трюком, примененным в последнюю минуту. Дэйв Рид (Dave Reed) представил меня Вайперу (Viper) и выслушивает мои претензии всякий раз, когда я посещаю Рэдмонд. Пэт Хэлланд (Pat Helland) провел целую неделю конференции TechEd'97, вкручивая мне мозги и побуждая меня пересмотреть большинство из моих коренных представлений относительно СОМ. Скотт Робинсон (Scott Robinson), Андреас Лютер (Andreas Luther), Маркус Хорстман (Markus Horstmann), Мэри Киртланд (Mary Kirtland), Ребекка Норландер (Rebecca Norlander) и Грэг Хоуп (Greg Hope) много сделали для того, чтобы вытащить меня из тьмы. Тэд Хейз (Ted Hase) помогал мне печататься. Рик Хилл (Rick Hill) и Алекс Арманасу (Alex Armanasu) делали большое дело – наблюдали мою спину на техническом фронте. Другие люди из Microsort, оказавшие влияние на мою работу своим участием: Тони Вильямс (Tony Williams), Боб Аткинсон (Bob Atkinson), Крэйг Виттенберг (Craig Wittenberg), Криспин Госвелл (Crispin Goswell), Пол Лич (Paul Leach), Дэвид Кэйз (David Kays), Джим Спрингфилд (Jim Springfield), Кристиан Бомон (Christian Beaumont), Марио Гёрцел (Mario Goertzel) и Мишель Монтегю (Michael Montague).