描述:
COM中所讲的套间线程和自由线程是否和Win32中的UI线程和辅助线程具有同比性?
是否是创建COM对象的线程为UI线程则COM对象就是套间线程形式的?还请高手多多讲解
解决方案1:
我认为com技术内幕和com原理与应用两本书关于套间的定义不够准确。本人最近总结了一下,写了一篇文章,大家可以提提意见。
COM多线程原理与应用
目录:
COM多线程原理与应用 1
目录: 1
前言: 1
套间: 1
套间的定义: 1
套间的分类: 2
套间的进入和退出: 2
对象的同步: 2
组件对象的同步: 2
COM对象线程模型: 2
进程内对象线程模型的种类: 2
ATL对多线程的支持: 3
对象引用的保护: 3
成员变量的保护: 4
前言:
COM多线程一直是个不容易弄清的问题,我也被困扰了很久,特别是COM在线程方面的术语总是不能统一。本文是为了将我所学所用得做一个总结,本文不保证一定正确,但是会随着时间的推移逐渐完善改正。
套间:
套间的定义:
我个人认为<<COM技术内幕>>中关于套间的定义是错误的,应采用<<COM本质论>>中的定义。
<<COM技术内幕>>中-----
套间(Apartment),一个由用户界面线程(套间线程)和一个消息循环构成的概念性实体。
<<COM本质论>>中------
套间定义了一组对象的逻辑组合,这些对象共享同一组并发性和重入限制。一个线程要想使用COM,必须先进入一个套间。COM规定,只有运行在对象套间中的线程才能访问该对象。
套间的分类:
COM定义了两种类型的套间,STA(单线程套间)和MTA(多线程套间)。
STA的特点是套间内永远只有一个线程运行,并且一定是创建该套间的初始线程。因而开发只运行在STA中的组件不需要考虑线程同步等问题。
STA中包含了一个不可见的窗口,所以透过窗口的消息循环机制对消息队列的处理,保证了同一时刻只有一个调用请求被执行,这就是组件不需要处理同步的原因。
MTA的特点是套间内可以有多个线程运行,并且还可以创建新的线程。在MTA中运行的组件必须自己实现线程的同步。
套间的进入和退出:
线程通过CoInitializeEx函数进入套间,该函数的第二个参数通过传递COINIT_APARTMENTTHREADED和COINIT_MULTITHREADED标志了套间类型。如果传递COINIT_APARTMENTTHREADED,该线程将创建自己私有的套间,别人不能进入。如果传递COINIT_MULTITHREADED,该线程将进入当前进程范围内的MTA。
线程调用CoUninitialize函数用于退出所在的套间。只有退出后才可以进入其它类型的套间。
对象的同步:
组件对象的同步:
根据是否支持多线程同步,组件对象可以分为单线程对象和多线程对象。
COM对象线程模型:
每个COM对象都可以决定自己将运行在什么样的套间内,这称为COM对象的线程模型。
组件将运行在什么样的套间里面,这是由组件开发者决定的,调用组件的客户程序不需要关心。但是如果调用线程所在的套间和组件运行的套间不是同一套间,COM将插入代理/存根机制,调用线程在自身的套间内调用代理上的方法使用对象方法,而对象将运行在它需要的套间内。
进程内对象线程模型的种类:
线程模型的种类取决于注册表中ThreadingModel的值----------
1) Both 表示组件可以运行在STA和MTA中
2) Free 表示组件只能运行在MTA中
3) Apartment表示组件只能运行在STA中
4) 为空表示组件只能运行在进程第一个创建的STA(主STA中)中。
如果调用线程的套间能够满足进程内组件的线程模型的要求,则直接创建组件对象,并不需要代理。
如果调用线程的套间不能满足进程内组件的线程模型的要求,则COM会在另一个合适的套间内(如果没有合适的套间,COM会创建一个)创建对象,然后给调用线程返回代理。
如果组件和客户程序不在同一个进程或者不在同一台机器,那必然是在两个套间中,COM会创建代理/存根。
如果组件对象的线程模型是Both或者Free,组件必须是多线程对象。
如果组件对象的线程模型是空,则组件可以是单线程对象或者多线程对象。这时候多线程对象内部的同步机制其实没有意义,因为不会有多个线程同时访问对象。
如果组件对象的线程模型是Apartment,情况将分两种:
a) 组件内部没有全局变量和静态变量,组件可以是单线程对象
b) 组件内部有全局变量和静态变量,组件应该是多线程对象,并对全局变量和静态变量进
行访问保护。
ATL对多线程的支持:
ATL中对COM对象中同步的支持有自己的考虑:如果COM对象本身就是不考虑同步的单线程对象,ATL就不应该对该对象的任何数据成员包括对象引用变量m_cRef进行同步保护。因为同步保护是需要额外的耗费资源的。ATL中的原则是只在应该需要保护的场合进行同步保护。这样做是符合ATL的设计目的----一切为了效率。
对象引用的保护:
CComSingleThreadModel、CComMultiThreadModel、CComMultiThreadModelNoCS类里面都定义了静态成员函数Increment和Decrement。CComObjectRootEx类的模板参数接受以上三个类并使用他们的静态成员函数,而我们的组件实现类从CComObjectRootEx类派生,从而获得了根据我们组件是否支持多线程而对对象引用进行同步的功能。一句话,我们只要派生具有合适的模板参数的CComObjectRootEx类就可以了。如下面我们的类:
class ATL_NO_VTABLE CMIS :
public CComObjectRootEx<CComSingleThreadModel>,
CMIS类不需要考虑对象引用的同步保护,因为我们的组件对象是单线程对象,线程模型为空或者为Apartment。
但是请注意ATL工程的组件类脚本中默认线程模型是both,这就会带来问题,所以我们手动修改它。
如果我们改动代码如下:
class ATL_NO_VTABLE CMIS :
public CComObjectRootEx< CComMultiThreadModel >,那么我们的组件对象引用计数就受到同步保护,而且我们的组件对象自己负责同步保护。这样如果CMIS类里有成员变量,那么我们要对成员变量进行同步保护。
成员变量的保护:
采用临界区方式进行同步保护我们要利用类CComMultiThreadModel。我们的组件实现类派生自CComObjectRootEx< CComMultiThreadModel >类。使用的方法极其简单,我们只要在需要防止多个线程同时执行的函数内部开始处加上如下代码:
ObjectLock Lock(this);
如果想使用多个临界区的话使用方法就没这么简单了,但是除非必须,否则我不建议这样做,因为很容易引起死锁。一定要用的话必须先阅读<<Windows核心编程>>和<<Win32多线程程序设计>>这两本书。
简单点说,就是所谓的套间和环境、活动等只是一些逻辑感念,其具体实现仅仅是一些与线程绑定的数据结构而已(不一定全存放在TLS中,否则有可能导致线程亲缘性),在使用套间之前必须初始化/设置好它们。当客户所处的线程模式和COM对象支持的线程模式不一致时,如客户支持STA,而其调用的COM对象却只支持MTA,必须跨套间访问。注意,这里的客户端、服务器是相对的,有可能两个都是COM对象。
另,有些表述不是很准确,如:“一个COM对象是一个STA”,最好表述成:“一个COM对象支持STA/MTA/NTA线程模式”,楼主仔细体会。
CoInitialize/Ex的作用是初始化COM库,并把线程带入到套间中,这句话很难理解,实际上就是把COM调用相关的环境与该线程的线程局部存储关联起来,据我所知实际上就是设置一些信号量和在线程局部存储中保存一些东西。在调用除库版本函数以外的任何COM库函数前,必须调用它。
使用不同的参数执行这个函数可以理解为,客户是想让随后生成的COM对象能被其他线程使用,还是只能被创建线程本身访问,但是这只是用户的一厢情愿,因为COM对象本身有没有能力在客户所需的套间中生存是COM对象自己说了算,根据COM对象的线程同步能力,可分为能生存在STA中的对象和能生存在MTA中的对象(还有RTA暂且不管),这时就产生了一个矛盾:客户期望COM对象存在的套间与COM对象本身能够存在的套间不一致,为此,COM库既会在COM对象兼容的套间中创建对象,又会在客户期望COM对象存在的套间中生成一个代理,这时用户对COM对象的访问就是跨套间访问。
自由线程实际上可以等同于辅助线程(即工作者线程或者是普通线程),又名MTA,多套间线程,其承载的COM对象服务器除非内部采用了线程同步机制,否则无法保证客户端对其调用是同步的。
套间线程(STA,单套间线程)如果学过win32的就很容易理解,其实上是一个包含了一个消息循环的普通线程,通过消息循环的方式串行同步外部客户端针对STA内部COM服务器的调用,从这个角度而言可以退出两点,第一,UI线程只能用STA实现,因为其需要消息循环;第二,STA实际上应该算是一个COM基础设施,其是作为一种直观的调用同步机制提供给COM用户的。
COM中的套间和线程是不同的概念,COM中的套间和.net的 context是差不多的
套间和线程的区别在DON BOX的《COM本质论》P168有很好的描述:
套间既不是线程,也不是进程。然而它具有进程和线程的某些特性。
。。。。。。一个线程要使用C