COM Interoperability in .NET Framework: Part I

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引言

在本文中，我们将回顾 COM 互操作性的概念，并通过一个演示 .NET 框架中 COM 互操作性的示例进行讲解。

互操作性的需求是什么？

COM 组件与 .NET 组件的内部架构不同，因此它们并非天生兼容。大多数基于 COM 对象构建其企业应用程序中间层服务的组织，无法放弃在这些解决方案上的投资。这些遗留组件应被 .NET 框架中的托管代码所利用。这就是互操作性发挥作用的地方；它是一个运行时可调用包装器 (Runtime Callable Wrapper, RCW)，它将来自托管客户端的特定调用转换为对非托管 COM 组件的 COM 特定调用请求。对 RCW 的方法调用会使 .NET 组件认为它们只是在与另一个 .NET 组件通信。

在我们深入核心概念之前，先简单回顾一下 COM。

什么是 COM？

COM 是 Component Object Model 的缩写，它是一种用于代码重用的二进制规范。它为客户端代码与组件类通信的接口施加了标准。组件的 IUnknown 接口有助于维护使用该组件的客户端数量的引用计数。当此计数降至零时，组件将被卸载。所有组件都应实现 IUnknown 接口。引用计数通过 IUnknow::AddRef() 和 IUnknow::Release() 方法进行维护，接口发现则通过 IUnknow::QueryInterface() 处理。

什么是运行时可调用包装器 (Runtime Callable Wrapper)？

.NET 应用程序通过一个称为运行时可调用包装器的托管包装器与 COM 组件通信。它充当非托管 COM 组件的托管代理。

当我们进行方法调用时，调用会到达 RCW 而不是对象本身。RCW 管理着 COM 组件的生命周期。

互操作中的组件绑定是如何进行的？

绑定是指客户端需要了解的关于对象的关于方法、属性、事件等方面的信息。在 .NET 互操作性中，我们仍然可以使用传统的绑定技术：早期绑定和晚期绑定。

• 早期绑定：客户端从组件的类型库中获取编译时类型信息。
• 晚期绑定：客户端缺乏对象的丰富类型信息，这些信息是在运行时才知道的。

如何实现 COM 互操作性？

我们可以通过以下步骤实现：

• 从 COM 组件创建运行时可调用包装器。
• 在项目中引用元数据程序集 DLL，并使用其方法和属性。

步骤 1

有两种方法可以生成托管元数据包装器：

• 使用类型库导入器实用程序。
• VS.NET IDE

类型库导入器 (tlbimp.exe) 是一个命令行工具，它将 COM 类型库中的 COM 特定类型定义转换为 .NET 包装程序集中的等效定义。默认情况下，该实用程序会将包装程序集的名称与 COM DLL 的名称相同。

上述示例使用 VS.NET 命令提示符下的以下语法，从 COM 组件 “InteropExample.dll” 生成名为 “InteropExampleRCW.dll” 的元数据程序集。

tlbimp  InteropExample.dll  /output:InteropExampleRCW.dll /verbose

注意：它会自动解析 COM 中的 ADODB 引用。通过 “out” 参数，我们可以指定所需的程序集名称。

类型库导入器会检查 COM DLL 的类型库，并将其中的信息转换为 .NET 格式。生成的元数据程序集包含包装类，这些包装类可用于任何 .NET 客户端，例如 C# Windows 客户端。RCW 在创建组件时即可在运行时创建，并且它像托管类型一样处理 COM 特定数据类型。

VS.NET IDE 也可帮助我们生成元数据程序集。

点击 Project -> Add reference -> COM 选项卡。

该选项卡列出了本地计算机上已注册的组件，选择所需的 COM DLL 并添加到选定组件列表中。VS.NET 会自动生成一个元数据程序集，并将该组件提供的类放入一个与 COM DLL 同名的命名空间中。

包装器程序集的结构是怎样的？

对于导入到包装程序集中的每个类，都会生成两个包装类。可以使用 VS.NET 命令提示符下的 MSIL 反汇编器实用程序 (ildasm.exe) 查看 COM 特定的信息。

ildasm InteropExampleRCW.dll

InteropExample.dll（在 VB 6.0 中开发）组件具有以下公共类：

• 作者
• 标题

生成的程序集包含四个类：

• 作者
• AuthorsClass
• 标题
• TitlesClass

第一个是与原始 COM 类具有相同 GUID 的接口，第二个是要实例化的具体类。具体类以 “Class” 后缀结尾。具体类实现了原始 COM 类支持的所有接口。

所有生成的类型都放置在单个命名空间 InteropExampleRCW 下。

第二步

在项目中引用元数据程序集 DLL，并使用其方法和属性。

创建一个新的 C# Windows 应用程序项目。将以下 Label、TextBox 和 DataGrid 控件拖到窗体上，并相应命名；窗体将如下所示：

导入所需的程序集。

using System.Data;
using System.Data.OleDb;

在相应的 click 事件中包含以下代码：

要从 AuthorClass 使用作者搜索，请为 “Search Author” 按钮的 click 事件编写如下代码：

private void btnSearchAuthors_Click(object sender, System.EventArgs e)
{
 //create an instance of AuthorsClass from wrapper assembly
 InteropExampleRCW.AuthorsClass myAuthorRCW = 
              new InteropExampleRCW.AuthorsClass();
 
 DataSet dsAuthorList=new DataSet("Authors");

 OleDbDataAdapter daAuthRecs=new OleDbDataAdapter();
 ADODB.Recordset rsAuthors=new ADODB.Recordset(); 
 
 rsAuthors=myAuthorRCW.GetAuthors(txtAuthors.Text.ToString()); 

//invoke method from the RCW
 daAuthRecs.Fill(dsAuthorList,rsAuthors,"Authors"); 

 dataGridAuthors.SetDataBinding(dsAuthorList,"Authors");  

}

要从 TitleClass 使用标题搜索，请为 “Search Title” 按钮的 click 事件编写代码：

private void btnSearchTitle_Click(object sender, System.EventArgs e)
{
  InteropExampleRCW.TitlesClass  myTitlesRCW = 
               new InteropExampleRCW.TitlesClass();

  DataSet dsTitleList=new DataSet("Titles");

  OleDbDataAdapter daTitleRecs=new OleDbDataAdapter();

  ADODB.Recordset rsTitles=new ADODB.Recordset(); 
  
  rsTitles=myTitlesRCW.GetTitles(txtTitle.Text.ToString()); 
  
  daTitleRecs.Fill(dsTitleList,rsTitles,"Titles"); 

  dataGridTitle.SetDataBinding(dsTitleList,"Titles");  
}

运行的输出将如下所示：

如何释放 COM 对象？

运行时可调用包装器本身是托管的，因此其生命周期由公共语言运行时 (Common Language Runtime) 控制。当垃圾回收器在 RCW 上调用 Finalize() 方法时，COM 组件将从内存中释放。内部，RCW 会调用 COM 对象上 IUknown 接口的 Release()。

要显式将 COM 对象从内存中移除，请调用 System.Runtime.InteropServices 命名空间中 Marshal 类的静态方法。

using System.Runtime.InteropServices;
Marshal.ReleaseComObject(myAuthorRCW);