Дональд Бокс - Сущность технологии СОМ. Библиотека программиста

Основная причина, по которой вложенные указатели имеют в СОМ отдельный статус, заключается в том, что они предъявляют особые требования к организации памяти. Для параметров с атрибутом [in] различие между указателями высшего уровня и вложенными указателями не слишком существенно, так как вызывающая программа обеспечивает метод всеми значениями и поэтому должна заранее выделить память, которую эти значения будут занимать:

HUMAN bob = { 2231 };

DOG fido = { 12288, &bob };

// fido is owned by bob

// fido принадлежит bob'y

HRESULT hr = p->TakeToGroomer(&fido);

// this is correct!

// это правильно!

В то же время разграничение между указателями высшего уровня и вложенными является существенным, когда оно касается организации памяти для параметров [out] и [in,out]. Для обоих параметров, [out] и [in,out], память, на которую ссылаются указатели высшего уровня, управляется вызывающим оператором, как и в случае параметров [in]. Для вложенных же указателей, которые появляются в параметрах [out] и [in, out], память управляется вызываемым оператором (самим методом). Причина появления этого правила заключается в том, что глубина вложения типов данных может быть сколь угодно большой. Например, в таком определении типа:

typedef struct tagNODE {

short value;

[unique] struct tagNODE *pNext;

} NODE:

вызывающему оператору невозможно заранее определить, сколько подэлементов понадобится разместить. Однако, поскольку вызываемый оператор (данный метод) будет снабжать данными каждый узел, он благополучно может выделить память для каждого необходимого узла.

При наличии правила, по которому разработчики метода должны выделять память при инициализации любых вложенных указателей, возникает естественный вопрос, откуда методы должны получить эту память, чтобы вызывающие операторы знали, как освободить ее после прочтения всех возвращенных значений? Ответом является распределитель памяти (task allocator) СОМ-задачи. Распределителем памяти задачи СОМ называется распределитель памяти, индивидуальный для каждого процесса, используемый исключительно для выделения памяти вложенным указателям с атрибутами [out] и [in,out]. Проще всего использовать этот распределитель памяти СОМ-задачи посредством применения трех API-функций СОМ:

void *CoTaskMemAlloc(DWORD cb);

// allocate cb bytes

// размещаем cb байтов

void CoTaskMemFree(void *pv);

// deallocate memory at *pv

// освобождаем память в *pv

void *CoTaskMemRealloc(void *pv,DWORD cb);

// grow/shrink *pv

// расширяем/сжимаем *pv

Семантика этих трех функций такая же, как у их эквивалентов из динамической библиотеки С: malloc, free и realloc. Разница состоит в том, что они предназначены исключительно для выделения памяти параметрам типа вложенных указателей с атрибутами [out] и [in,out]. Другое важное отличие состоит в том, что подпрограммы из динамической библиотеки С нельзя использовать для выделения памяти в одном модуле и освобождения ее в другом. Дело в том, что детали реализации каждой динамической библиотеки С являются специфическими и изменяются при смене компилятора. Так как все участники согласились использовать один и тот же распределитель, предлагаемый СОМ, нет проблемы с освобождением клиентом памяти, которая выделена объектом, скомпилированным в отдельной DLL.

Чтобы понять, как используются на практике блоки памяти, выделенные вызываемым оператором, рассмотрим приводившийся ранее метод GetFromPound:

HRESULT GetFromPound([out] DOG *pDog);

В то время как память для объекта DOG должна быть выделена вызывающей программой (pDog является указателем высшего уровня), память для объекта HUMAN должна быть выделена реализацией метода с использованием распределителя памяти задачи (pDog->pOwner является вложенным в [out]-параметр указателем). Реализация метода выглядела бы примерно так:

STDMETHODIMP GetFromPound(/*[out]*/DOG *pDog)

{

short did = LookupNewDogId();

short hid = LookupHumanId(did);

pDog->nDogID = did;

// allocate memory for embedded pointer

// выделяем память для вложенного указателя

pDog->pOwner = (HUMAN*) CoTaskMemAlloc(sizeof(HUMAN));

if (pDog->pOwner == 0)

// not enough memory

// недостаточно памяти

return R_OUTOFMEMORY;

pDog->pOwner->nHumanID = hid;

return S_OK;

}

Отметим, что метод возвращает специальный HRESULT E_OUTOFMEMORY, указывающий на то, что операция прервана из-за нехватки памяти.

Программа, вызывающая метод GetFromPound, ответственна за освобождение любой памяти, выделенной вызываемым методом, после использования соответствующих значений:

DOG fido;

HRESULT hr = p->GetFromPound(&fido);

if (SUCCEEDED(hr)) {

printf(«The dog %h is owned by %h», fido.nDogID, fido.pOwner->nHumanID);

// data has been consumed, so free the memory

// данные использованы, поэтому освобождаем память

CoTaskMemFree(fido.pOwner);

}

В случае сбоя метода клиент может предположить, что не было выделено никакой памяти, если только в документации не указан другой исход.

В только что приведенном примере использован чистый [out]-параметр. Управление [in, out]– параметрами несколько более сложно. Вложенные указатели для [in, out]-параметров должны быть размещены вызывающей программой с помощью распределителя памяти задачи. Если методу требуется повторно распределить память, переданную клиентом, то метод должен сделать это с использованием CoTaskMemRealloc. Если же вызывающая программа не имеет никакой информации для передачи методу, то она может передать ему на входе нулевой указатель, и тогда метод может использовать CoTaskMemRealloc (который без проблем принимает нулевой указатель и делает то, что нужно). Подобным же образом, если у метода нет информации для обратной передачи в вызывающую программу, он может просто освободить память, на которую ссылается вложенный указатель. Рассмотрим следующее определение метода IDL:

HRESULT SendToVet([in, out] DOG *pDog);

Пусть у вызывающей программы имеется легальное значение HUMAN, которое она хочет передать как параметр. Тогда клиентский код может выглядеть примерно так:

HUMAN *pHuman = (HUMAN*)CoTaskMemAllocc(sizeof(HUMAN));

pHuman->nHumanID = 1522;

DOG fido = { 4111, pHuman };

HRESULT hr = p->SendToVet(&fido); // [in, out]

if (SUCCEEDED(hr)) {

if (fido.pOwner)

printf(«Dog is now owned by %h», fido.pOwner->nHumanID);

CoTaskMemFree(fido.pOwner);

// OK to free null ptr.

// можно освободить нулевой указатель

}

Реализация метода могла бы повторно использовать буфер, используемый вызывающей программой, или выделить новый буфер в случае, если вызывающая программа передала нулевой вложенный указатель:

STDMETHODIMP MyClass::SendToVet(/*[in, out]*/DOG *pDog)

{

if (fido.pOwner == 0)

fido.pOwner = (HUMAN*)CoTaskMemAlloc(sizeof (HUMAN));

if (fido.pOwner == 0)

// alloc failed

// сбой выделения памяти

return E_OUTOFMEMORY;

fido.pOwner->nHumanID = 22;

return S_OK;

}

Поскольку работа с [in,out]-параметрами в качестве вложенных указателей имеет ряд тонкостей, в документации на интерфейс часто повторяются правила управления памятью для вложенных указателей.

Приведенные выше фрагменты кода используют наиболее удобный интерфейс для СОМ-распределителя памяти задач. До появления версии СОМ под Windows NT основная связь с распределителем памяти задачи осуществлялась через его интерфейс IMallос: