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Sunspot Lee
一、線程、Apartment和進(jìn)程
說道COM的線程模型，大家就會(huì)想到各種Apartment模型。但Apartment究竟是什么？如何建立一個(gè)Apartment呢？
Apartment就是線程的容器，線程中有關(guān)COM的操作必須在Apartment中進(jìn)行。Apartment分為STA和MTA兩種，STA是只能容納一個(gè)線程的容器，MTA是能容納多個(gè)線程的容器。COM規(guī)定，一個(gè)進(jìn)程中可以有多個(gè)STA，但最多只能有一個(gè)MTA。線程調(diào)用CoInitializeEx(NULL,COINIT_APARTMENTTHREADED)后，這個(gè)線程就建立并且進(jìn)入了一個(gè)STA，線程調(diào)用CoInitializeEx(NULL,COINIT_MULTITHREADED)后，這個(gè)線程就進(jìn)入了進(jìn)程公用MTA。一個(gè)線程不能同時(shí)進(jìn)入兩個(gè)Apartment。線程調(diào)用CoUninitialize()后，這個(gè)線程就退出了它所在的Apartment。設(shè)計(jì)COM對(duì)象時(shí)設(shè)定的“Apartment模型”就是指這個(gè)COM對(duì)象可以呆在那種Apartment中。一個(gè)線程建立的COM對(duì)象自動(dòng)地呆在這個(gè)線程所在的Apartment中。要是這個(gè)線程建立了很多個(gè)COM對(duì)象，那這些對(duì)象都呆在這個(gè)線程所在的Apartment中。
一個(gè)線程可以直接訪問它所在的Apartment中的COM對(duì)象，但要訪問另一個(gè)Apartment中的COM對(duì)象就必須經(jīng)過調(diào)度。因?yàn)镾TA中只有一個(gè)線程，別的線程要訪問這個(gè)線程建立的COM對(duì)象就必須讓這個(gè)線程代勞了，如此一來，對(duì)這個(gè)Apartment中所有的COM對(duì)象的訪問都是序列化的，這些COM對(duì)象就不用擔(dān)心有好幾個(gè)線程同時(shí)訪問它的麻煩事。MTA中的COM對(duì)象就沒這么舒服了，它們必須考慮到可能會(huì)有好幾個(gè)線程同時(shí)訪問它們。MTA之外的一個(gè)線程訪問MTA中的一個(gè)COM對(duì)象時(shí)，系統(tǒng)會(huì)從COM系統(tǒng)線程池中取出一個(gè)線程進(jìn)入MTA，由它來代表客戶線程訪問這個(gè)COM對(duì)象。（COM系統(tǒng)線程池的機(jī)理是怎么樣的？池中有幾個(gè)線程？）
二、客戶與服務(wù)器
COM對(duì)象位于服務(wù)器中，服務(wù)器分為進(jìn)程內(nèi)服務(wù)器、進(jìn)程外服務(wù)器、遠(yuǎn)程服務(wù)器三種。進(jìn)程內(nèi)服務(wù)器是一個(gè)DLL文件，進(jìn)程外服務(wù)器是一個(gè)EXE文件，遠(yuǎn)程服務(wù)器是另一臺(tái)計(jì)算機(jī)上的一個(gè)DLL文件或EXE文件。遠(yuǎn)程服務(wù)器如果是一個(gè)DLL文件的話，由一個(gè)被稱為“Surrogate”的代理程序調(diào)用它。
進(jìn)程內(nèi)服務(wù)器中的COM對(duì)象的Apartment模型如果與客戶線程所在的Apartment相配合的話，客戶線程建立COM對(duì)象時(shí)會(huì)直接建立在客戶線程所在的Apartment中。比如Apartment模型與STA、Free模型與MTA，Both模型與STA或MTA。這樣客戶線程就可以直接調(diào)用COM對(duì)象而不用調(diào)度。否則就會(huì)專門建立一個(gè)線程，然后由這個(gè)線程建立COM對(duì)象，COM對(duì)象和客戶線程就分處在兩個(gè)Apartment中。進(jìn)程外服務(wù)器和遠(yuǎn)程服務(wù)器中的COM對(duì)象一定不會(huì)建立在客戶線程所在的Apartment中。對(duì)它們的調(diào)用一定要經(jīng)過調(diào)度的。
三、在C++Builder下建立一個(gè)多Apartment的進(jìn)程外服務(wù)器
由于不必考慮并行的問題，COM對(duì)象一般設(shè)成使用Apartment線程模型。進(jìn)程內(nèi)服務(wù)器還沒什么問題，如果你試著建了一個(gè)進(jìn)程外服務(wù)器，并且讓幾個(gè)客戶同時(shí)訪問服務(wù)器中的對(duì)象的話，就會(huì)發(fā)現(xiàn)這些訪問不是同時(shí)進(jìn)行的。如果有一個(gè)訪問特別費(fèi)時(shí)間，它后面的訪問就要等很久才能進(jìn)行。這是因?yàn)榉⻊?wù)器中只有一個(gè)STA，雖然每個(gè)線程都建立了自己的COM對(duì)象，但這些對(duì)象都在這個(gè)STA中，當(dāng)然無法并行執(zhí)行。
克服這個(gè)問題的辦法很簡單，打開Borland\CBuilder5\Include\Atl\Atlmod.h文件，把第266行的：
typedef TATLModule<CComModule> TComModule;
改成：
#ifdef __DLL__
typedef TATLModule<CComModule> TComModule;
#else
typedef TATLModule<CComAutoThreadModule<CComSimpleThreadAllocator> > TComModule;
#endif
再打開Borland\CBuilder5\Include\Atl\Atlcom.h文件，把第3214行的：
DECLARE_CLASSFACTORY()
改成：
#ifdef __DLL__
DECLARE_CLASSFACTORY()
#else
DECLARE_CLASSFACTORY_AUTO_THREAD()
#endif
就可以了。重新編譯你的程序，同時(shí)開兩個(gè)客戶試一試，是不是并發(fā)執(zhí)行了？
先別高興得太早，如果你同時(shí)開了五個(gè)客戶，并且其中四個(gè)在執(zhí)行費(fèi)時(shí)的訪問，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)第五個(gè)客戶的訪問要等待一段時(shí)間。這種現(xiàn)象與C++Builder的實(shí)現(xiàn)代碼有關(guān)。
作了前面的修改后，服務(wù)器啟動(dòng)后會(huì)預(yù)先生成幾個(gè)線程，這些線程各自進(jìn)入一個(gè)STA中。當(dāng)服務(wù)器接到客戶的訪問要求后，會(huì)循環(huán)指定一個(gè)線程負(fù)責(zé)這個(gè)客戶的建立COM對(duì)象、訪問COM對(duì)象的事務(wù)。
比如第一個(gè)客戶要求建立一個(gè)COM對(duì)象，服務(wù)器就給一號(hào)線程發(fā)消息，讓這個(gè)線程建立一個(gè)COM對(duì)象并把這個(gè)COM對(duì)象的接口傳給客戶，以后第一個(gè)客戶對(duì)這個(gè)COM對(duì)象的訪問就全由一號(hào)線程代理。而第二個(gè)客戶的建立COM對(duì)象、訪問COM對(duì)象的事務(wù)就由服務(wù)器指定二號(hào)線程來辦，如果客戶太多，線程用完了，服務(wù)器又會(huì)讓一號(hào)線程負(fù)責(zé)客戶的要求，依次循環(huán)。如果客戶很多，線程可能會(huì)負(fù)責(zé)幾個(gè)客戶的訪問要求，而由同一個(gè)線程服務(wù)的客戶的訪問就會(huì)順序執(zhí)行。預(yù)先生成的線程數(shù)缺省為系統(tǒng)的CPU個(gè)數(shù)乘以四，也就是四個(gè)（除非你的機(jī)器有好幾個(gè)CPU）。
只能同時(shí)服務(wù)四個(gè)客戶當(dāng)然是不行的，讓我們繼續(xù)修改。打開主CPP文件，可以看到下面兩行代碼：
TComModule ProjectModule(0);
TComModule &_Module = ProjectModule;
改為：
TComModule ProjectModule(MyInitATLServer);
TComModule &_Module = ProjectModule;
其中“MyInitATLServer”是一個(gè)新加的函數(shù)，定義如下：
void __fastcall MyInitATLServer()
{
if (_Module.SaveInitProc)
_Module.SaveInitProc();
_Module.Init(ObjectMap, Sysinit::HInstance, NULL, 6);//注意這個(gè)6
_Module.m_ThreadID = ::GetCurrentThreadId();
_Module.m_bAutomationServer = true;
_Module.DoFileAndObjectRegistration();
AddTerminateProc(_Module.AutomationTerminateProc);
}
看到那個(gè)6沒有，這代表服務(wù)器啟動(dòng)后會(huì)預(yù)先生成6個(gè)線程，也就能同時(shí)服務(wù)6個(gè)客戶。這個(gè)6可以改成別的數(shù)，當(dāng)然不要太大了，不然機(jī)器垮了可別怪我。
改到現(xiàn)在你可能比較滿意了，但其實(shí)這個(gè)服務(wù)器還是有缺陷：一開始就生成所有線程是不是太浪費(fèi)了？循環(huán)分配線程好象也不太合理，更重要的是，如果客戶程序中途垮了，沒有Release它建立的COM對(duì)象，那這個(gè)COM對(duì)象將一直存在下去，占用的資源無法收回。
要解決這些問題就比較麻煩了，建議大家看一看ATL源代碼，編寫自己的TComModule類和CComThreadAllocator類。
四、編寫多線程客戶程序時(shí)要注意的問題
建立客戶程序時(shí)必須包含的*_ATL.h文件中有一個(gè)很好的COM對(duì)象包裝類。比如我建立了一個(gè)ComLib服務(wù)器，里面有一個(gè)MyComObj對(duì)象，那么在ComLib_ATL.h文件中有一個(gè)TCOMIMyComObj類，它很好的封裝了MyComObj對(duì)象。寫單線程程序時(shí)可以這樣建立它：
TCOMIMyComObj aComObj = CoMyComObj::CreateInstance();
（CoMyComObj是定義在在ComLib_ATL.h文件中的一個(gè)輔助類）然后就可以使用aComObj了，不必調(diào)用CoInitializeEx()和CoUninitialize()，也不必釋放aComObj。假設(shè)MyComObj對(duì)象中定義了一個(gè)方法fun()，一個(gè)屬性num，可以這樣使用：
aComObj.fun();
aComObj.num = 14;
int val = aComObj.num;
注意到num的訪問方法了嗎？C++Builder靈活運(yùn)用了特有的__property關(guān)鍵字，不必調(diào)用get_num()和set_num()了。
如果在寫多線程客戶程序時(shí)也這樣就會(huì)出問題：除了第一個(gè)線程正常外，后面的的線程無法建立COM對(duì)象了。
問題出在CoMyComObj里面，它保證了會(huì)調(diào)用CoInitializeEx()和CoUninitialize()并且在整個(gè)進(jìn)程中只會(huì)調(diào)用一次。而在多線程客戶程序中，每個(gè)線程都必須調(diào)用CoInitializeEx()和CoUninitialize()一次。因此，除了第一個(gè)線程成功進(jìn)入了Apartment，別的線程都失敗了。
可以這樣建立TCOMIMyComObj對(duì)象：
CoInitializeEx(NULL, COINIT_APARTMENTTHREADED);
IMyComObj *pComObj;
OleCheck(CoCreateInstance(CLSID_MyComObj, NULL, CLSCTX_LOCAL_SERVER
, IID_IMyComObj, (void **)(&pComObj)));
TCOMIComObjInExe aComObj(pComObj);
……使用aComObj……
CoUninitialize();
注意，這段代碼必須寫在TThread::Execute()中，因?yàn)橹挥蠺Thread::Execute()里的代碼才是真正運(yùn)行在新線程中的。另外決不能調(diào)用pComObj->Release()。
后記
學(xué)COM的念頭起于看李維寫的那三本書中的第一本的時(shí)候，李維描述了建立多線程服務(wù)器的重要性，但具體方法只是一筆帶過。后來我看了Delphi帶的例子，想用在C++Builder中，卻無從下手。在關(guān)于COM的部分，Delphi和C++Builder相差太大了，而又沒有這方面的C++Builder的書，網(wǎng)上的資料也很少，只好自己摸索。期間曾在網(wǎng)上發(fā)貼提問，總是沒人回答，痛苦啊！
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