Корпоративные информационные системы (КИС)

13.2 Терминология СОМ

Всякая новая технология приносит с собой новые термины для ее описания.

СОМ-объект

СОМ-объект представляет собой двоичный код, который выполняет какую-либо функцию и имеет один или более интерфейс.

СОМ-объект содержит методы, которые позволяют приложению пользоваться СОМ-объектом. Эти методы доступны благодаря СОМ-интерфейсам. Клиенту достаточно знать несколько базовых интерфейсов СОМ-объекта, чтобы получить полную информацию о составе свойств и методов объекта. СОМ-объект может содержать один или несколько интерфейсов. Для программиста СОМ-объект работает так же, как и класс в Object Pascal.

СОМ-интерфейсы

СОМ-интерфейс применяется для объединения методов СОМ-объекта. Интерфейс позволяет клиенту правильно обратиться к СОМ-объекту, а объекту - правильно ответить клиенту. Названия СОМ-интерфейсов начинаются с буквы I. Клиент может не знать, какие интерфейсы имеются у СОМ-объекта. Для того чтобы получить их список, клиент использует базовый интерфейс lunknown, который есть у каждого СОМ-объекта.

Пользователь СОМ-объекта

Пользователем СОМ-объекта называется приложение или часть приложения, которое использует СОМ-объект и его интерфейсы в своих собственных целях. Как правило, СОМ-объект находится в другом приложении.

СОМ-классы

СОМ со-классы (coclass) - это классы, которые содержат один или более СОМ-интерфейс. Вы можете не обращаться к СОМ-интерфейсу непосредственно, а получать доступ к СОМ-интерфейсу через со-класс. Со-классы идентифицируются при помощи идентификаторов класса (CLSID).

Библиотеки типов

СОМ-объекты часто используют библиотеки типов. Библиотека типов - это специальный файл, который содержит информацию о СОМ-объекте. Данная информация содержит список свойств, методов, интерфейсов, структур и других элементов, которые содержатся в СОМ-объекте. Библиотека типов содержит также информацию о типах данных каждого свойства и Типах данных, возвращаемых методами СОМ-объекта.

Файлы библиотеки типов имеют расширение TLB.

Технология DCOM

Технология DCOM (Distributed COM) - это распределенная СОМ-технология. Она применяется для предоставления средств доступа к СОМ-объектам, расположенным на других компьютерах в сети (в том числе и сети Internet).

Операционные системы Windows NT 4 и Windows 98 имеют встроенную поддержку DCOM.

Счетчики ссылок

Каждый СОМ-объект имеет счетчик ссылок. Данный счетчик содержит число процессов, которые в текущий момент времени используют СОМ-объект. Под процессом здесь подразумевается любое приложение или DLL, которые используют СОМ-объект, т. е. пользователи СОМ-объекта. Счетчик ссылок на СОМ-объект нужен для того, чтобы высвобождать процессорное время и оперативную память, занимаемую СОМ-объектом, в том случае, когда он не используется.

После создания и обращения к СОМ-объекту счетчик ссылок увеличивается на единицу. Всякий раз, когда новое приложение подключается к СОМ-объекту - счетчик увеличивается. Когда процесс отключается от СОМ-объекта - счетчик уменьшается. При достижении счетчиком нуля память, занимаемая СОМ-объектом, высвобождается.

OLE-объекты

Часть данных, использующаяся совместно несколькими приложениями, называется OLE-объектом. Те приложения, которые могут содержать в себе OLE-объекты, называются OLE-контейнерами (OLE container). Приложения, имеющие возможность содержать свои данные в OLE-контейнерах, называются OLE-серверами (OLE server).

Составные документы

Документ, включающий в себя один или несколько OLE-объектов, называется составным документом. Приложение, которое может содержаться внутри документа, называется ActiveX-документом (ActiveX document).

Остальные термины, присущие технологии СОМ, мы рассмотрим в следующих разделах данной книги.

Состав СОМ-приложения

При создании СОМ-приложения необходимо обеспечить следующее:

- СОМ-интерфейс;

- СОМ-сервер;

- СОМ-клиент.

Рассмотрим эти три составляющие СОМ-приложения более подробно.

СОМ-интерфейс

Клиенты СОМ связываются с объектами при помощи СОМ-интерфейсов. Интерфейсы -- это группы логически или семантически связанных процедур, которые обеспечивают связь между поставщиком услуги (сервером) и его клиентом. На рис. 3.1 схематично изображен стандартный СОМ-интерфейс.



Рис. 3.1. СОМ-интерфейс

По правилам обозначения СОМ-объектов, интерфейсы СОМ-объекта обозначаются кружками справа или слева от СОМ-объекта. Базовый интерфейс lUnknown рисуется кружком сверху от СОМ-объекта.

Для примера, каждый СОМ-объект всегда поддерживает основной СОМ-интерфейс lUnknown, который применяется для передачи клиенту сведений о поддерживаемых интерфейсах.

Как уже говорилось выше, СОМ-объект может иметь несколько интерфейсов, каждый из которых обеспечивает какую-либо свою функцию.

Ключевыми аспектами СОМ-интерфейсов являются следующие:

Однажды определенные, интерфейсы не могут быть изменены. Таким образом, вы можете возложить на один интерфейс определенный набор функций. Дополнительную функциональность можно реализовать с помощью дополнительных интерфейсов.

По взаимному соглашению, все имена интерфейсов начинаются с буквы I, например IPersist, IMalloc.

Каждый интерфейс гарантированно имеет свой уникальный идентификатор, который называется глобальный уникальный идентификатор (Globally Unique Identifier, GUID). Уникальные идентификаторы интерфейсов называют идентификаторами интерфейсов (Interface Identifiers, IIDs). Данные идентификаторы обеспечивают устранение конфликтов имен различных версий приложения или разных приложений.

Интерфейсы не зависят от языка программирования. Вы можете воспользоваться любым языком программирования для реализации СОМ-интерфейса. Язык программирования должен поддерживать структуру указателей, а также иметь возможность вызова функции при помощи указателя явно или неявно.

Интерфейсы не являются самостоятельными объектами, они лишь обеспечивают доступ к объектам. Таким образом, клиенты не могут напрямую обращаться к данным, доступ осуществляется при помощи указателей интерфейсов.

Все интерфейсы всегда являются потомками базового интерфейса Iunknown.

Основной СОМ-интерфейс IUnknown

Базовый интерфейс lunknown достаточно подробно был рассмотрен во второй главе книги. В дополнение ко всему вышесказанному, добавим, что интерфейс lunknown обеспечивает механизм учета ссылок (счетчик ссылок на СОМ-объект). При передаче указателя на интерфейс выполняется метод интерфейса lunknown AddRef. По завершении работы с интерфейсом приложение-клиент вызывает метод Release, который уменьшает счетчик ссылок.

При вызове метода Querylnterface интерфейса Iunknown в метод передается параметр IID, имеющий тип TGUID, т. е. идентификатор интерфейса. Параметр метода out возвращает либо ссылку на запрашиваемый интерфейс, либо значение NH. Результатом вызова метода может быть одно из значений, перечисленных в табл. 3.1.

Таблица 3.1. Значения, возвращаемые методом Queryinterface

Значение	Описание
S_OK	Интерфейс поддерживается
E_NOINTERFACE	Интерфейс не поддерживается
E_UNEXPECTED	Неизвестная ошибка

Указатели СОМ-интерфейса

Указатель интерфейса - это 32-битный указатель на экземпляр объекта, который является, в свою очередь, указателем на реализацию каждого метода интерфейса. Реализация методов доступна через массив указателей на эти методы, который называется vtable. Использование массива vtable похоже на механизм поддержки виртуальных функций в Object Pascal.

Рис. 13.1. Схема работы указателя СОМ-интерфейса

Наглядное представление работы указателей СОМ-интерфейса представлено на рис. 13.1.

СОМ-серверы

СОМ-сервер представляет собой приложение или библиотеку, которая предоставляет услуги приложению-клиенту или библиотеке. СОМ-сервер содержит один или более СОМ-объектов, где СОМ-объекты выступают в качестве наборов свойств, методов и интерфейсов.

Клиенты не знают как СОМ-объект выполняет свои действия. СОМ-объект предоставляет свои услуги при помощи интерфейсов., В дополнение, приложению-клиенту не нужно знать, где находится СОМ-объект. Технология СОМ обеспечивает прозрачный доступ независимо от местонахождения СОМ-объекта.

Когда клиент запрашивает услугу от СОМ-объекта, он передает СОМ-объекту идентификатор класса (CLSID). CLSID - всего лишь GUID, который применяется при обращении к СОМ-объекту. После передачи CLSID, СОМ-сервер должен обеспечить так называемую фабрику класса (см. следующий раздел), которая создает экземпляры СОМ-объектов.

В общих чертах, СОМ-сервер должен выполнять следующее:

регистрировать данные в системном реестре Windows для связывания модуля сервера с идентификатором класса (CLSID);

предоставлять фабрику СОМ-класса, создающую экземпляры СОМ-объектов;

обеспечивать механизм, который выгружает из памяти серверы СОМ, которые в текущий момент времени не предоставляют услуг клиентам.

Фабрика класса

СОМ-объекты представляют собой экземпляры coclass. Напомним, что Coclass - это класс, поддерживающий один или более интерфейс. СОМ-объекты могут предоставлять только те услуги, которые определены в интерфейсах coclass. Экземпляры Cociass создаются при помощи специального типа объекта, называемого фабрикой класса.

Фабрика класса - это специальный СОМ-объект, который поддерживает интерфейс IclassFactory и отвечает за создание экземпляров того класса, с которым ассоциирована данная фабрика класса.

Интерфейс IclassFactory определен в модуле Delphi ActiveX так:

type

IClassFactory = interface (IUnknown)

['{00000001-0000-0000-COOO-000000000046}']

function Createlnstance (const unkOuter: lUnknown; const iid: TIID out obj): HResult; stdcall;

function LockServer (fLock: BOOL): HResult; stdcall;

end;

Как видно из вышеприведенного куска кода, интерфейс имеет два метода:

Createlnstance и LockServer.

Метод Createlnstance создает экземпляр СОМ-объекта ассоциированной фабрики класса.

Метод LockServer применяется для хранения СОМ-сервера в памяти. Если параметр метода fLock имеет значение true, то счетчик ссылок сервера увеличивается, иначе - уменьшается. Когда счетчик достигает значения о, сервер выгружается из памяти.

Всякий раз, когда услуги СОМ-объекта запрашиваются клиентом, фабрика класса создает и регистрирует экземпляр объекта для конкретного пользователя. Если услуга того же СОМ-объекта запрашивает другой клиент, фабрика класса создает второй экземпляр объекта для обслуживания второго клиента. coclass должен иметь фабрику класса и идентификатор класса CLSID. Использование CLSID для cociass подразумевает, что они могут быть откорректированы всякий раз, когда в класс вводятся новые интерфейсы. Таким образом, в отличие от DLL, новые интерфейсы могут изменять или добавлять методы, не влияя на старые версии.

Мастер создания СОМ-объектов Delphi самостоятельно заботится о создании фабрики класса.

Локальные и удаленные серверы

С использованием СОМ клиент не должен беспокоиться о том, где располагается объект, он просто делает вызов интерфейса данного объекта. Технология СОМ обеспечивает все необходимые шаги для того, чтобы сделать этот вызов. Шаги могут отличаться, в зависимости от местонахождения объекта. Объект может находиться в том же процессе, где и клиент, в другом процессе на том же компьютере, где расположен клиент, или на другом компьютере в сети. В зависимости от этого применяются разные типы серверов:

внутренний сервер (In-process server);

локальный сервер или сервер вне процесса (Local server, Out-of-process server);

удаленный сервер (Remote server).

Внутренний сервер - это библиотека DLL, которая запущена в одном процессе вместе с клиентом. Например, элемент управления ActiveX, который внедрен на Web-страницу и просматривается при помощи Internet Explorer или Netscape Navigator. В данном случае элемент управления ActiveX загружен на клиентскую машину и находится в том же процессе, что и обозреватель Web. Приложение-клиент связывается с сервером внутри процесса при помощи прямых вызовов СОМ-интерфейса. На рис. 13.2. представлена схема взаимодействия клиента с внутренним сервером.

Рисунок 13.2 - Схема взаимодействия клиента с внутренним сервером

Внутренний СОМ-сервер должен экспортировать четыре функции:

function DllRegisterServer: HResult; stdcall;

function DllUnregisterServer: HResult; stdcall;

function DllGetClassObject (const CLSID, IID: TGUID; var Obj): HResult;

stdcall;

function DllCanUnloadNow: HResult; stdcall;

Все вышеперечисленные функции уже реализованы в модуле comserv, их нужно только добавить в описания exports вашего проекта.

Рассмотрим данные функции более подробно:

DllRegisterServer - применяется для регистрации DLL СОМ-сервера в системном реестре Windows. При регистрации СОМ-класса в системном реестре создается раздел в HKEY_CZASSES_ROOTCLSID{XXXXXXXX-XXXX-XXXX-xxxx-xxxxxxxx}, где число, записанное вместо символов х, представляет собой CLSID данного СОМ-класса. Для внутреннего сервера в данном разделе создается дополнительный подраздел inProcserver32. В этом подразделе указывается путь к DLL внутреннего сервера (рис. 3.4).

DllUnregisterServer - применяется для удаления всех разделов, подразделов и параметров, которые были созданы в системном реестре функцией DllRegisterServer при регистрации DLL СОМ-сервера.

DllGetclassObject - возвращает фабрику класса для конкретного СОМ-класса.

DllcanUnloadNow - применяется для определения, можно ли в настоящий момент времени выгрузить DLL СОМ-сервера из памяти. Функция проверяет, есть ли указатели на любой СОМ-объект данной DLL, если есть, то возвращает значение S_FALSE, т. е. DLL выгрузить нельзя. Если ни один СОМ-объект данной DLL не используется, то функция возвращает значение SJTRUE.

Рисунок 13.3 - Путь к локальному СОМ-серверу в окне редактора системного реестра

Локальный сервер - это приложение ЕХЕ, которое запущено в другом процессе, но на одном компьютере вместе с клиентом. Например, лист электронной таблицы Microsoft Excel связан с документом Microsoft Word. При этом два разных приложения работают на одном компьютере. Локальные серверы используют СОМ для соединения с клиентом.

Когда клиент и сервер находятся в различных приложениях, а также, когда они находятся на разных компьютерах в сети, СОМ использует внутренний (внутрипроцессный) прокси (In-process proxy) для реализации процедуры удаленного вызова. Прокси располагается в одном процессе вместе с клиентом, поэтому, с точки зрения клиента, вызов интерфейсов осуществляется так же, как и в случае, когда клиент и сер'вер находятся внутри одного процесса. Задача прокси заключается в том, чтобы перехватывать вызовы клиента и перенаправлять их туда, где запущен сервер. Механизм, который позволяет клиенту получать доступ к объектам, расположенным в другом адресном пространстве или на другом компьютере, называется маршалинг (marshaling).

Функции маршалинга:

принимать указатель интерфейса из процесса сервера и делать указатель прокси в процессе клиента доступным;

передавать аргументы вызовов интерфейса таким образом, как будто они произошли от клиента и размещать аргументы в процесс удаленного объекта.

Для любого вызова интерфейса клиент помещает аргументы в стек, вызывает необходимую функцию СОМ-объекта через указатель интерфейса. Если вызов объекта произошел не внутри процесса, вызов проходит через прокси. Прокси упаковывает аргументы в пакет маршалинга и передает получившуюся структуру удаленному объекту. Заглушка (stub) объекта распаковывает пакет маршалинга, выбирает аргументы из стека и вызывает необходимую функцию СОМ-объекта.

Таким образом, маршалинг - это процесс упаковки информации, а демаршалинг - процесс распаковки информации.

Тип маршалинга зависит от объектной принадлежности СОМ. Объекты могут использовать стандартный механизм маршалинга, предоставляемый интерфейсом IDispatch. Стандартный маршалинг позволяет устанавливать связь при помощи стандартного системного удаленного вызова процедуры (Remote Procedure Call, RFC).

На рис. 13.4 изображена схема, показывающая методику взаимодействия клиента и сервера в случае, когда приложения работают на одном компьютере, но в разных приложениях.

Рисунок 13.4 - Схема взаимодействия клиента с сервером в разных процессах на одном компьютере

Локальный СОМ-сервер регистрируется в системном реестре Windows так же, как и внутренний СОМ-сервер.

Удаленный сервер - это библиотека DLL или иное приложение, запущенное на другом компьютере. То есть клиент и сервер работают на разных компьютерах в сети. Например, приложение базы данных, написанное с помощью Delphi, соединяется с сервером на другом компьютере в сети. Удаленный сервер использует распределенные СОМ-интерфейсы (Distributed COM, DCOM) для связи с клиентом.

Удаленный сервер работает также с помощью прокси. Различие в работе между локальным и удаленным сервером заключается в типе используемой межпроцессной связи. В случае локального сервера - это СОМ, а в случае удаленного сервера - DCOM. Схема взаимодействия клиента и удаленного сервера показана на рис. 13.5.

Рисунок 13.5 - Схема взаимодействия клиента с сервером на разных компьютерах

СОМ-клиенты

Очень важным при разработке СОМ-приложений является создание приложений, называемых СОМ-клиентами, которые могут запрашивать интерфейсы объектов, чтобы определить те услуги, которые может предоставить СОМ-объект.

Типичным СОМ-клиентом является диспетчер автоматизации (Automation Controller). Диспетчер автоматизации - это часть приложения, которая знает какой тип информации необходим ему от.разных объектов сервера, и она запрашивает данную информацию по мере надобности.

Расширения СОМ

Технология СОМ изначально разрабатывалась как ядро для осуществления межпрограммного взаимодействия. Уже на этапе разработки предполагалось расширять возможности технологии при помощи так называемых расширений СОМ. СОМ расширяет собственную функциональность, благодаря созданию специализированных наборов интерфейсов для решения конкретных задач.

Технология ActiveX - это технология, которая использует компоненты СОМ, особенно элементы управления. Она была создана для того, чтобы работа с элементами управления была более эффективной. Это особенно необходимо при работе с приложениями Internet/Intranet, в которых элементы управления должны быть загружены на компьютер клиента, прежде чем они будут использоваться.

Технология ActiveX - не единственное расширение СОМ. В табл. 3.2 представлены некоторые из используемых в настоящее время расширений СОМ.

Перечисленные в табл. 13.1 расширения СОМ - это далеко не все из имеющихся. Постоянно идет доработка старых и создание новых, более совершенных технологий межпрограммного взаимодействия.

Таблица 13.1 - Список расширений СОМ

Расширение СОМ	Краткое описание
Серверы автоматизации (Automation servers)	Серверы автоматизации- это объекты, которыми можно управлять из других приложений во время работы приложения. Таким образом, автоматизация- это способность приложения программно контролировать объекты других приложений
Диспетчеры автоматизации или СОМ-клиенты (Automation Controllers, COM Clients)	Диспетчеры автоматизации- это клиенты серверов автоматизации. Они позволяют разработчику или пользователю писать сценарии для управления серверами автоматизации
Элементы управления ActiveX (ActiveX Controls)	Элементы управления ActiveX предназначены для серверов внутри процесса (in-process COM servers). Элементы ActiveX обычно используются путем встраивания в приложение-клиент
Библиотеки типов (Type Libraries)	Библиотеки типов представляют собой статичные структуры данных, которые часто сохраняются как файлы ресурсов. Они содержат детализированную информацию об объекте и его интерфейсах. Клиенты серверов автоматизации и элементы управления ActiveX используют данную информацию и всегда считают ее доступной
Страницы активного сервера (Active Server Pages)	Активные серверные страницы- это компоненты ActiveX, которые позволяют вам создавать динамически изменяющиеся Web-страницы
Активные документы (Active Documents)	Активные документы - это объекты, которые поддерживают связывание и внедрение, визуальное редактирование, перенос (drag-and-drop). В качестве примера таких документов можно представить документы Microsoft Word и книги Microsoft Excel
Визуальные межпроцессные объекты (Visual Cross-process Objects)	Визуальные межпроцессные объекты- это визуальные объекты, которыми можно управлять из других процессов

На рис. 13.6 представлена диаграмма, которая показывает связь некоторых расширений СОМ и их связь с технологией СОМ.

Использование СОМ-объектов имеет как преимущества, так и некоторые ограничения. СОМ-объекты могут быть как визуальными, так и невизуальными. Какие-то СОМ-объекты должны быть запущены в одном процессе с клиентом, другие - в разных процессах либо на разных,,компьютерах.

Приведенная ниже табл. 13.2 кратко описывает особенности объектов каждого из вышеприведенных расширений СОМ.

Рисунок 13.6 - Технологии, основанные на СОМ

Таблица 13.2 - Особенности объектов СОМ

СОМ-объект	Визуальность	Процесс	Связь	Библиотека типов
Активный документ (Active Document)	Обычно визуальный	Внутренний или локальный	OLE	Нет
Автоматизация (Automation)	Может быть как визуальным, так и невизуальным	Внутренний, локальный или удаленный	Автоматический маршалинг при помощи интерфейса IDispatch	Требуется для автоматического маршалмнга
Элемент управления ActiveX (ActiveX Control)	Обычно визуальный	Внутренний	Автоматический маршалинг при помощи интерфейса IDispatch	Требуется
Произвольный объект интерфейса	По выбору	Внутренний	Не требуется маршалинг	Рекомендуется
Произвольный объект интерфейса	По выбору	Внутренний, локальный или удаленный	Автоматический маршалинг в зависимости от библиотеки типов, в противном случае-ручной маршалинг	Рекомендуется

14. Сравнительный анализ технологий CORBA и COM

Данный обзор содержит сравнительный анализ двух наиболее популярных и комплексных систем создания распределенных приложений, а именно, CORBA консорциума OMG и COM (DCOM, COM+) фирмы Microsoft. Этот обзор предназначен главным образом для менеджеров проектов, руководителей информационных служб и др., т.е. для тех, кому приходится принимать ответственные, “стратегические” решения. Вследствие этого, в нем будут отсутствовать чисто технические аспекты обоих технологий, которые интересны только для разработчиков.

Кроме того, при написании обзора не ставилась задача сделать окончательный вывод типа “... таким образом, CORBA (COM), бесспорно, лучше, чем COM (CORBA)”. Связано это не с модной в наше время “политкорректностью” или отсутствием у автора своей точки зрения по этому вопросу. Дело даже не в том, что существуют определенные трудности с формализацией такого сравнения - я мог бы представить результаты сравнительных анализов, в которых используются численные оценки (баллы), выставленные экспертами, весовые коэффициенты и прочее, что придает отчету серьезный и весомый вид. Дело в том, что COM и CORBA можно сравнивать только с учетом определенных допущений. Отказ от таких допущений легко позволяет получить какой угодно результат. Вот эти допущения:

CORBA, в отличие от COM'а, является концепцией, а не ее реализацией. Когда мы говорим “COM”, то понимаем под этим скорее набор конкретных средств - элементов операционной системы, библиотек, утилит и т.п., являющихся составной частью того, что называется Microsoft Windows. Под термином “CORBA” понимается именно сложная и развитая концепция, сформулированная на уровне специального языка описаний - IDL. Реализации же этой концепции могут сильно отличаться друг от друга по различным критериям, наиболее важным в том или другом случае. Inprise/Corel VisiBroker и Application Server, BEA WebLogic, Iona Orbix, Oracle Application Server и “картриджи” Oracle, IBM BOSS - все эти продукты используют те или иные возможности CORBA. Технология Sun Enterpise JavaBeans создана поверх CORBA и использует такие ее возможности, как удаленный вызов объектов, службу имен, управление транзакциями. Реализация EJB фирмы Inprise связано с CORBA еще более тесным образом. Мы будем сравнивать COM и CORBA именно как концепции создания распределенных систем, а не как ту или иную их реализацию.

При работе с реальным проектом необходимо учитывать область применения той или иной технологии. COM (как цельное и комплексное решение) способен функционировать только под Windows NT/Windows2000. Рассуждения о переносе COM на другие операционные системы в настоящий момент носят скорее рекламный характер. Ни компонентная модель COM (т.е. ActiveX), ни монитор транзакций (Microsoft Transaction Server, MTS) не способны работать нигде, кроме Windows, и сама Microsoft не проявляет никакой активности в этом напрвлении (вопросами переноса тех или иных элементов COM на другие платформы занимается консорциум Open Group). CORBA является многоплатформенным решением просто по определению.

Помимо чисто технологических аспектов, при принятии решения необходимо оценить затраты на закупку необходимого программного обеспечения, его сопровождения и обучение персонала. COM (в отличие от CORBA) официально является бесплатной технологией. Вы получаете все необходимое, просто приобретя, например, Windows NT Server. (Кстати, сам факт конкуренции дорогостоящей технологии с “аналогичной”, но бесплатной, многое говорит об их технических возможностях).

Наличие готовых серверов приложений, пригодных для решения вашей задачи. Если Вы можете решить свои проблемы, используя функциональность Microsoft Office, то ничего лучше COM вы, естественно, не найдете.

Таким образом, главной задачей настоящего обзора является попытка помочь руководителю того или иного уровня принять квалифицированное решение в каждом конкретном случае. Поскольку и CORBA, и COM позиционируются соответственно OMG и Microsoft как универсальные технологии создания распределенных систем, мы будем оценивать и сравнивать их именно с этой точки зрения. Предполагается, что для проекта используется платформа Windows (в противном случае нечего рассматривать COM) и имеется достаточно средств для закупки основных стандартных частей той или иной реализации (иначе обсуждение CORBA теряет смысл).

14.1 Концептуальный фундамент технологии

COM

Технология создавалась фирмой Microsoft как средство взаимодействия приложений (в том числе составных частей операционной системы) Windows, функционирующих на одном компьютере, с последующим развитием для использования в пределах локальной сети. Главная задача на момент создания - обеспечение технологии Object Linking and Embedding (OLE 1.0). Характерно, что обмен данными между приложениями (Dynamic Data Exchange, DDE) первоначально строился не по COM-технологии, а с использованием механизма сообщений (messages). Развитие технологии идет по мере добавления новых возможностей. Как универсальная технология взаимодействия приложений COM начал использоваться с OLE 2.0 (1991). Концепция технологии неразрывно связана с ее реализацией. Появление новых возможностей - это просто появление новых библиотек, функций API и утилит Windows. “Общий знаменатель технологии” - двоичная структура объекта, хотя в настоящий момент существует язык описания структуры объекта - Interface definition Language (IDL).

CORBA

Технология создавалась консорциумом OMG как универсальная технология создания распределенных систем в гетерогенных средах. OMG представляет собой некоммерческую организацию, являющуюся содружеством разработчиков программного обеспечения и его потребителей, объединивших свои усилия для создания спецификаций этой технологии. В настоящий момент в OMG состоит более 800 членов, включая всех сколько-нибудь серьезных производителей программного обеспечения (и даже c недавнего времени Microsoft). Первая спецификация CORBA появилась в 1991 г. Новые возможности официально считаются добавленными в CORBA в момент утверждения соответствующей спецификации. Как правило, в разработке спецификации участвуют крупнейшие специалисты в данной области. Разработка реализации - задача конкретной фирмы. Обычно от утверждения спецификации до появления высококачественной реализации проходит довольно много времени - иногда несколько лет. “Общий знаменатель” технологии - объявления на языке IDL, который является “сердцем” CORBA с момента ее появления. (Существуют три различных языка описаний с одним и тем же названием - OSF IDL, Microsoft IDL и OMG IDL).

Выводы

Технология CORBA носит существенно более общий и универсальный характер, чем COM, что заложено в ее фундаменте. Опережение разработки спецификаций (по сравнению с реализациями) позволяет добиться более связной, целостной и гармоничной системы. С другой стороны, при разработке реального проекта нужно предварительно убедиться, что высококачественная реализация того или иного сервиса CORBA уже доступна (источниками проблем могут служить, например, Persistence Service и Security Service).

14.2 Комплексность системы

COM

COM содержит все необходимое, что нужно для построения распределенной системы: технологию удаленного вызова методов (как статических, так и динамических), базы данных серверных объектов (библиотеки типов), которые могут быть импортированы для анализа структуры серверов COM, универсальный протокол обмена между клиентами и серверами, спецификации так называемых “составных документов” (ActiveDoc), объектный монитор транзакций (MTS), компонентную модель (ActiveX) и др. Все составные части прекрасно соответствуют друг другу в рамках модели COM. Уникальной возможностью COM является универсальная технология доступа к базам данных - OLE DB/ADO.

CORBA

В настоящий момент CORBA не имеет своей собственной компонентной модели; работа над ней началась в 1998 г. и еще не завершена. Это главный серьезный недостаток. Правда, он несколько компенсируется наличием основанной на CORBA компонентной моделью Enterprise JavaBeans, так что программисты на Java находятся в привилегированном положении. Все остальное, что присутствует в COM, имеется и в CORBA, и даже более того - за исключением универсальной технологии доступа к БД. Опять-таки, Java-программисты имеют преимущество и здесь - за счет наличия общей для Java технологии доступа к данным JDBC.

Выводы

В настоящий момент COM более законченная система, но на более низком уровне и при существенно большем количестве ограничений, определяемых самой концепцией системы.

14.3 Используемые языки программирования

COM

Потенциально COM могут поддерживать самые различные языки программирования - все решает фирма Microsoft. Добавление некоторых расширений или экспертов (wizard) в систему разработки позволит использовать для работы с COM любой язык программирования. В настоящий момент наиболее широко используются Visual Basic, C++ и Delphi. Серьезные проблемы возникли при использования языка, на который возлагались особые надежды - с Java. Microsoft добилась прекрасного взаимодействия Java с COM, но достигнуто это было путем отказа от переносимости таких Java-программ на другие виртуальные машины Java. Не случайно продукт фирмы Microsoft - J++ - не содержит в названии “Java”. Вообще, уровень стандартизации для COM достаточно слаб. Это не обязательно нужно рассматривать как недостаток - в конце концов, язык C лет пятнадцать прекрасно обходился без формального стандарта.

CORBA

Под “стандартом” применительно к CORBA понимается то, что официально утверждено консорциумом OMG. Надо сказать, что это очень высокий уровень “легитимности”, так как авторитет OMG в компьютерном мире чрезвычайно высок. В настоящий момент стандартизовано отображение языка IDL на 6 языков программирования - Ada, C, C++, Cobol, Java и Smalltalk. Существуют также отображения на Pascal (точнее, Delphi), Perl, Python и еще десяток языков.

Наиболее используемыми языками в настоящий момент являются Java (вследствие прекрасного взаимодействия Java-технологий, особенно JDBC, RMI, JNDI и EJB, с CORBA), и C++ - как самый эффективный, мощный и распространенный язык компьютерной индустрии.

Выводы

Обе технологии не испытывают особых проблем с точки зрения взаимодействия с языками программирования. Некоторые преимущества имеет CORBA - за счет более строгой стандартизации и более богатого выбора доступных средств разработки.

14.4 Уровень абстракции

COM

COM реализует высокий уровень абстракции - все вопросы низкого уровня, такие, как взаимодействия с операционной системой или сетевыми средствами, “спрятаны” от прикладного программиста.

CORBA

CORBA обеспечивает даже несколько более высокий уровень за счет базировании технологии исключительно на языке описания IDL с последующим отображением таких спецификаций на конкретный язык программирования, а также некоторых возможностей, например, автоматического (т.е. прозрачного для программиста) распространения контекста транзакций.

Выводы

Обе технологии реализуют примерно одинаковый и достаточно высокий уровень абстракций.

14.5 Поддержка компонентной модели

COM

Компонентная модель Microsoft, базирующаяся на COM-технологии, в основе имеет двоичную структуру объектов. Это не вызывает никаких проблем при ориентации на одну платформу и операционную систему. Безусловным достоинством такой модели является простота создания компонентов с использованием различных языков программирования. С другой стороны, такая компонентная модель неизбежно связана с определенными ограничениями и недостатками. Одним из самых серьезных недостатков является то, что ее нельзя, строго говоря, назвать объектно-ориентированной.

CORBA

Как уже говорилось, CORBA в настоящее время не имеет своей компонентной модели. Пусть это не имеет практического значения для Java-программистов, но в общем случае эта та область, где OMG (и фирмам-производителям программного обеспечения) еще предстоит серьезно поработать.

Выводы

Это та область, где COM пока имеет существенные преимущества по сравнению с CORBA. C другой стороны, при разработке реальных проектов использование на стороне сервера компонентов Enterprise JavaBeans, построенных поверх инфраструктуры CORBA, предоставляет разработчику значительные преимущества по сравнению с компонентами ActiveX.

14.6 Универсальный протокол обмена

COM

Передача данных между клиентом и сервером основана на наборе типов, которые называются OLE Automation types. В принципе, схема маршалинга (в том числе типы передаваемых данных) определяется парой стандартных интерфейсов COM. Реализовав по-своему некоторые из методов этих интерфейсов, можно определить свою схему маршалинга. Впрочем, это нетривиальная задача, и обычно разработчики используют уже готовую стандартную реализацию. Упаковка данных и их передача могут быть реализованы поверх различных сетевых протоколов.

CORBA

CORBA значительно более строго и формально подходит к механизмам обмена и передаче данных. Определен протокол CORBA (General Inter-ORB Protocol, GIOP) - и его реализация на базе протокола TCP/IP (Internet Inter-ORB Protocol, IIOP). CORBA способна передавать данные различных типов, включая структуры (struct) и объединения (union), в том числе содержащие рекурсивные определения. Предусмотрена система описания и контроля типов - как на уровне IDL-деклараций, так и динамическая. Для каждого языка используется свое отображение данных IDL. В версии 2.3 появился новый, заимствованный из RMI механизм передачи объектов CORBA - так называемая “передача по значению (objects-by-value)”. В предыдущих версиях CORBA при вызове удаленных методов объекты можно было передавать только по ссылке.

Выводы

CORBA предоставляет значительно больше возможностей, и эти возможности строго формализованы - в противном случае было бы невозможно обеспечить совместную работу различных средств от различных производителей программного обеспечения.

14.7 Поддержка со стороны различных производителей и открытость

COM

В настоящий момент официальным “хранителем стандарта” технологии COM является консорциум Open Group, хотя “главным игроком на этом поле” является, конечно же, Microsoft. Поддержкой технологии COM занимаются многие небольшие фирмы - некоторые из них создают компоненты ActiveX, некоторые - как Software AG - занимаются переносом фрагментов COM на другие платформы, некоторые - как Borland - создают RAD-инструменты, основанные в том числе и на COM. В любом случае, только Microsoft решает, какая часть технологии и в каком виде попадает из лабораторий Microsoft в открытые спецификации.

CORBA

Ситуация с CORBA совершенно иная. CORBA является результатом совместных усилий огромного числа фирм, среди которых Sun, Oracle, IBM, Netscape/AOL, DEC/Compaq, JavaSoft, Borland/Visigenic (в настоящий момент в связи со слиянием Inprise и Corel принято решение о восстановлении имени Visigenic), BEA, Iona и многие другие. Можно сказать, что все производители программного обеспечения, которое должно функционировать на различных платформах и под управлением различных операционных систем, выбрали CORBA как стандартную инфраструктуру создания программных продуктов. Естественно, все спецификации CORBA являются полностью открытыми. В лагере сторонников CORBA просматривается четкая тенденция к тесному взаимодействию и некоторой унификации используемых технологий (в качестве примера можно привести отказ Sun и ORACLE от создания собственного ORB и лицензирование Visigenic VisiBroker).

Выводы

COM и CORBA имеют совершенно разный уровень открытости и поддержки со стороны ведущих фирм в компьютерной индустрии.

14.8 Развитость сервисной части

COM

COM предоставляет минимальный набор совершенно необходимых средств - кодогенераторы c IDL, утилиты управления доступом (dcomcnfg) и др. Как правило, разработчики пользуются теми или иными инструментами, встроенными в конкретные средства разработки (примером может служит утилита работы с библиотеками типов или эксперт создания ActiveX-объектов в Borland Delphi/C++ Builder).

CORBA

CORBA имеет очень развитую сервисную часть; например, только для поиска серверных объектов по различным критериям можно использовать 4 различных сервиса CORBA. Кроме того, OMG стремится к максимальной стандартизации вспомогательных возможностей CORBA.

Выводы

CORBA предоставляет разработчикам существенно большие возможности, чем COM, в области сервисов и вспомогательных средств. С другой стороны, COM-программисты обычно не испытывают какого-либо дискомфорта из-за их недостатка. Вследствие ограниченности области применения COM объективно нет необходимости в создании таких же развитых и универсальных средств, как это совершенно необходимо для CORBA.

14.9 Самодокументирование системы

COM

COM предусиатривает возможность создания локальной базы данных, хранящей информацию о COM-объектах, их интерфейсах, методах и т.д. для сервера приложений COM. Такая база данных называется библиотекой типов (type library). Использование библиотек типов не является обязательным для OLE, хотя это необходимо в технологии ActiveX. Для получения информации из type library пользователь должен явно импортировать ее, для чего необходимо выбрать соответствующую запись реестра Windows на конкретном компьютере.

CORBA

CORBA имеет аналог библиотеки типов COM - это так называемый Репозитарий Интерфейсов (Interface Repository). Чтобы оценить принципиальную разницу в подходе CORBA по сравнению с COM, достаточно сказать, что Репозитарий Интерфейсов CORBA сам представляет из себя объект CORBA со всеми вытекающими из этого возможностями. Помимо Репозитария Интерфейсов, CORBA использует Репозитарий Реализаций (Implementation Repository), который представляет из себя базу данных, содержащую информацию о серверах приложений CORBA.

Выводы

Средства интроспекции (самодокументрования) CORBA значительно более развиты, мощны, гибки и универсальны, чем аналогичные средства COM. CORBA-программисты получают дополнительные преимущества по сравнению со своими коллегами, работающими с COM, при использовании Java (Java-технологии очень тесно связаны с CORBA). Связано это с тем, что Java предусматривает свой уровень интроспекции, дополнительный по отношению к CORBA.

14.10 Технология и описание проекта

COM

Обычно объявления на языке IDL при работе с COM не являются существенной частью спецификации проекта, так как IDL-спецификации играют вспомогательную роль в COM-технологии вследствие ее базирования на двоичном стандарте объектов. Кроме того, язык Microsoft IDL не очень развит с точки зрения объявления типов данных, из которых строится программа.

CORBA

Проект с использованием CORBA всегда начинается с написания IDL-спецификаций (особый случай - использование Java, когда в принципе возможно генерировать стандартный код CORBA непосредственно на базе классов Java, хотя вряд ли это разумно для больших проектов.). Эти IDL-спецификации прекрасно отражают суть выполняемых действий с точки зрения функционирования распределенной системы. Синтаксис OMG IDL очень похож на синтаксис С++ (включая те же самые директивы препроцессора). Таким образом, IDL-спецификации могут с успехом использоваться как часть документации проекта.

Выводы

Описания OMG IDL более достоверны и существенно более наглядны, чем описания Microsoft IDL, в роли существенной части спецификации проекта.

14.11 Виды объектов

COM

Объекты COM всегда рассматривались (и продолжают рассматриваться) как серверные объекты, которые просто реализуют тот или иной набор методов. Различные объекты, реализующие один и тот же интерфейс и созданные с помощью обращения к одной и той же фабрике классов, не отличаются друг от друга. Объектная ссылка, которую получает клиент, является указателем на интерфейс и не содержит информации о конкретном объекте. Другими словами, COM оперирует объектами, не имеющими состояния. В общем случае, если клиент, используя одну и ту же объектную ссылку, в цикле вызвал десять раз один и тот же метод, он не может быть уверен, что он обратился к одному, а не к двум, пяти или десяти различным объектам. Естественно, объекты без состояния не имеет смысла хранить дольше, чем существует сервер приложений, в котором они были созданы. Такие объекты применительно к распределенным системам называются временными (transient). COM-объект - это конкретная переменная C++, Visual Basic или Pascal, находящаяся в оперативной памяти и существующая, пока работает создавший ее сервер приложений. Он может быть создана по запросу клиента или заранее (например, с помощью MTS). При работе с COM сопоставить с объектом какое-либо состояние - задача прикладного программиста. Это можно сделать, используя определенный режим создания объектов (выбрав модель управления потоками), хранить состояние объекта на стороне клиента (если это возможно) или использовать так называемые моникеры, которые можно рассматривать как обобщение понятия ключа записи в базе данных. Каждый из этих способов имеет очень существенные ограничения.

CORBA

Понятие “объекта” в CORBA принципиально отличается от своего COM-аналога. Объект CORBA не является переменной языка программирования и в общем случае время его существования не связано со временем работы серверных или клиентских приложений. СORBA-объект не занимает никаких ресурсов компьютера - оперативной памяти, сетевых ресурсов и т.п. Эти ресурсы занимает только так называемый “сервант” (servant), который является “инкарнацией” одного или нескольких CORBA-объектов. Именно сервант является переменной языка программирования. Пока не существует сервант, сопоставленный с конкретным объектом CORBA, этот объект не может обслуживать вызовы клиентов, но, тем не менее, он существует. Результатом создания объекта (при этом совершенно не обязательно при этом создается и сопоставляется с этим объектом соответствующий сервант!) является так называемая “объектная ссылка” CORBA. Объектная ссылка сопоставлена с этим, и только с этим объектом, и это сопоставление остается корректным в течение всего срока существования CORBA-объекта (может быть, в течение нескольких лет). Объектная ссылка CORBA правильно интерпретируется ORB'ами от любого производителя программного обеспечения. После уничтожения CORBA-объекта все объектные ссылки на него навсегда теряют смысл. С помощью объектной ссылки клиент вызывает методы объекта, при этом инкарнациями этого объекта могут быть различные серванты (не более одного одновременно), которые физически могут находиться даже на различных компьютерах.

Выводы

Объект COM может рассматриваться как достаточно примитивный частный случай объекта CORBA - как по своим возможностям, так и с точки зрения его цикла жизни. COM и CORBA предлагают совершенно несопоставимые возможности по созданию и управлению объектами, что жизненно важно для создания надежных и масштабируемых приложений.

14.12 Способы взаимодействия

COM

COM поддерживает как статический, так и динамический способ взимодействия клиента и сервера. Под динамическим способом понимается подход, когда проверка, реализует ли сервер нужный метод, а также все необходимые действия по выполнению удаленного вызова выполняются на этапе работы клиентского приложения, а не этапе его компиляции. При статическом вызове эти действия выполняются именно на этапе компиляции. Разумеется, статический способ предпочтительнее во всех отношениях (когда он возможен вообще). Для его использования сервер COM должен создать и экспортировать библиотеку типов, которая затем импортируется клиентом и используется как часть клиентского процесса.

CORBA

CORBA также поддерживает статический и динамический способ организации удаленных вызовов.

Выводы

Обе технологии предлагают примерно одинаковые возможности в этом плане. CORBA имеет определенные преимущества при использовании динамических вызовов за счет более развитых средств получения информации о серверах (репозитарии интерфейсов).

14.13 Производительность

COM

COM демонстрирует очень высокую производительность. Читатель, интересующийся этим вопросом, найдет большое количество очень интересной информации в прекрасной книге R. Orfali и D. Harkey “Client/server Programming with Java and CORBA”, second edition, Wiley, 1998. Разумеется, производительность существенно зависит от того, какой способ - статический или динамический - вы используете.

CORBA

Для корректного сравнения CORBA и COM с точки зрения производительности необходимо составить целую систему тестов. Кроме того, необходимо учесть влияние использования того или иного языка программирования. На основе информации, приводимой Orfali и Harkey, а также результатов небольшого сравнительного тестирования, проведенного самим автором обзора (использовался Borland C++ Builder 4.0 и VisiBroker 3.3 для C++), можно сказать, что CORBA демонстрирует даже несколько более высокую производительность. Еще раз повторимся: производительность очень сильно зависит от количества и типов аргументов методов (не забывайте, что их нужно упаковать и передать по сети, а затем распаковать), от выбранной модели управления потоками, от используемых языков программирования (клиент и сервер при этом не обязательно должны быть написаны на одном языке), от конкретной реализации CORBA и многих других факторов.

Выводы

И COM, и CORBA демонстрируют примерно одинаковую (и очень высокую) производительность. Для CORBA говорить о конкретных цифрах можно только для конкретной реализации. В качестве примера приведем следующий факт: Inprise/Visigenic Visibroker прозрачным для разработчика образом работает по-разному в зависимости от того, находятся ли клиентский и серверный объект в одном адресном пространстве, в разных адресных пространствах, но на одном компьютере, или на разных компьютерах. Производительность при этом может отличается на порядок.

14.14 Масштабируемость

COM

Проблемы обеспечения масштабируемости не были заложены в фундамент технологии, если не считать ориентацию на использование только объектов без состояния. Существенным препятствием для создания масштабируемых приложения является очень жесткая связь между клиентом и сервером (объект, т.е. совокупность ресурсов на сервере, не может быть удален, пока клиент явно не укажет, что этот объект больше не нужен). В реальных проектах необходимо управлять состоянием объектов, и это затрудняет создание масштабируемых приложений, так как это обязанность не COM, а программиста. Сильной стороной COM является гибкая модель управления потоками. Основным инструментом, повышающим уровень масштабируемости COM-систем, является MTS.

CORBA

В отличие от COM, CORBA с самого начала рассматривалась как технология создания масштабируемых систем. Разделение собственно объектов CORBA и их сервантов, схемы соответствия между ними, характеристики объектных адаптеров, модели управления потоками и соединениями, схемы активации серверов приложений, универсальные решения по сохранению состояния объектов, автоматическое управление контекстом транзакций и безопасности - все это очень способствует решению данной проблемы.

Выводы

Масштабируемость системы во многом зависит от качества разработки проекта, продуманности принимаемых решений и квалификации менеджеров проекта и разработчиков. При сравнении технологий можно говорить о предпосылках, способствующих (или, наоборот, препятствующих) достижению нужных требований. При прочих равных условиях CORBA имеет громадные преимущества по cравнению с COM.

14.15 Устойчивость к сбоям

COM

Устойчивость к сбоям COM-систем находится на невысоком уровне, в том числе из-за уже упомянутой излишне жесткой привязки клиентов и серверов. Основным средством обеспечения устойчивости к сбоям (оно же средство управления нагрузкой серверов) является диспетчер, который позволяет перенаправлять вызовы клиента на различные сервера приложений COM. Не слишком содействует отказоустойчивости системы и необходимость выполнения “вручную” большого количества действий по управлению транзакциями.

CORBA

CORBA имеет несколько более высокий уровень устойчивости к сбоям за счет большей изоляции клиентов и серверов, автоматического сохранения состояния объектов, более мощной и продуманной схемы управления транзакциями (включая автоматический откат транзакций по тайм-ауту), а также автоматической привязки объектной ссылки и конкретного объекта CORBA.

Выводы

Проблема обеспечения устойчивости к сбоям, так же как и проблемы обеспечения масштабируемости, не рассматривались как первоочередные при разработке концепции COM. С CORBA ситуация обстоит во многом лучше, но проблемы остаются и здесь. Обе технологии не имеют (или почти не имеют) стандарных средств обеспечения устойчивости к сбоям. Такие компоненты, как VisiBroker Smart Agents, не являются стандартным средством CORBA (хотя они и способны решить многие проблемы при работе с реальными проектами.)

...