COM编程中的接口查询QueryInterface的实现原理

我们都知道,COM组件编程中,QueryInterface实现的接口之间的查询,通过这个接口,我们可以获取该组件中其他的接口。但是,QueryInterface实现的原理是什么呢,首先,我们看一下基本的COM实现。一般来说,COM是 通过多继承实现多个接口,如下图

 

COM编程中的接口查询QueryInterface的实现原理_第1张图片

而对应的QueryInterface实现如下

HRESULT 实现类::QueryInterface(  const  IID &  iid, void   ** ppv)
{
       
if( iid==IID_IUnknown)
          
*ppv=(接口一*this;
     
else
     
if( iid== IID_接口一)
        
*ppv=(j接口一*this

      
//其他以此类推
}


 

在查询IUnknown接口的时候,如下面查询

IUnknwon  * Unknown;
实现类.QueryInterface(IID_IUnknown,
void ( ** )Unknown);
// 其他以此类推

 再看以下代码: 

 

 

LPDIRECTDRAW lpdd = NULL; if( FAILED(lpdd->QueryInterface(IID_IDirectDraw7, (LPVOID *) &lpdd))) { //error handle and return }

代码很简单,就是调用了QueryInterface方法去获得DirectDraw7的接口指针。

QueryInterface通过传入的IID参数来判断要查询哪个接口.

因为多个接口的实现是通过多继承实现的。所以,实现类的的内存结构如下图中的this指针数据, 

 

注意,QueryInterface中查询的时候,是将实现类的this指针强制转换成要查询的接口的类型,这个时候在内存中发生的操作是将this的内存块切割成要查询的接口的内存大下,然后将这块内存填入传入的void指针。这就获取了要查询的接口。因为实现类的内存中是包含了要查询的接口的内存结构,因此,上面的操作是可实现的。整个过程如下图

 COM编程中的接口查询QueryInterface的实现原理_第2张图片

 

这就是接口查询的实现原理。

至于组件的另外一种基于模板的实现,例如ATL,就比较复杂,

 

 

我昨天实现第一个COM对象的时候override的QueryInterface方法:

HRESULT __stdcall ComObject::QueryInterface(const IID &iid, void **  iface)
{
    
if(iid ==
 IID_IX)
       
*iface = (InterfaceX*this
;
    
else
 
        
if (iid ==
 IID_IY)
            
*iface = (InterfaceY*this
;
    
else

        
*iface = 0;
        
return
 E_NOINTERFACE;
        ((IUnknown
*) (*iface))->
AddRef();
    
return
 (S_OK);
}


        我觉得别扭是因为第二个参数少了个dereference操作符,尽管LPVOID就是void *,但是通过使用typedef关键字将其定义为LPVOID,确实让代码可读性更高了。这是我想到第一个问题;
        接着就是一个感觉很低级的问题了:QueryInterface为什么要使用指针的指针作为参数呢?直接用指针不行吗?
如果仅仅是为了在函数体中能够改变参数,使用指针就足够了。那是因为什么呢?我们从如下形式的QueryInterface方法来看:

HRESULT QueryInterface( REFIID iid, void **  ppvObject);
HRESULT QueryInterface( REFIID riid,LPVOID 
*
ppvObj);

        第一,ppvObject这个参数的含义是接口指针的地址(Address of a pointer to fill with the interface

pointer)。从这个角度而言,第二种函数形式就更为容易理解了,由于"*"为解引用操作符,作用于ppvObject,得到的类型正好就是一个接口指针了(与LPVOID相对应);
        第二,QueryInterface如果执行成功,就会将相应的接口指针赋给参数*ppvObject,如果仅仅是传递接口指针本
身,而非接口指针的地址,就无法在函数体中对其进行赋值了。大家看以下代码:

class  X
{
public
:
 
virtual void
 sayHi(); 
}
;

class Y:public
 X
{
public
:
 
void
 sayHi();
}
;

                                                                                    (Test.cpp)

#include <iostream>
#include 
"Test.hpp"

using namespace  std;

void
 X::sayHi()
{
 cout 
<< "Hi, My name is X." <<
 endl;
}


void  Y::sayHi()
{
 cout 
<< "Hi, My name is Y." <<
 endl;
}


void change(X * x)
{
  x 
= new
 Y;
}


void  main()
{
 X
* a = new
 X;
 a
->
sayHi();
 change(a);
 a
->
sayHi();
}


 

        大家会觉得输出是什么呢?我们所期待的Y给大家的问候语并没有出现,就剩下X在唱独角戏。不管如何折腾,Y就是不会出现。如果使用了指针的指针,我们就可以得到体现多态的结果了。
        PS:其实这是一个很简单的问题,但是通过摸索让自己对双重指针有了进一步的认识,以前就知道双重指针的定义就是指针的指针,至于它为什么会存在,一点想法都没有。在瞎胡闹的过程中,同时还强化了一个概念,就是运算符的优先级,类型转化的优先级要比"->"和"."要低。

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