COM多线程模型、DCOM
潘爱民
http://www.icst.pku.edu.cn/compcourse
内容
? 复习：COM聚合和COM跨进程模型
?COM线程模型
? 分布式COM(DCOM)
–DCOM基本结构
– 对象激活
– 连接管理
– 并发管理
–DCOM安全模型
复习：COM包容模型
对象B
ISomeInterface
对象A
ISomeInterface
客户程序
调用
调用
IOtherInterface
对象A
ISomeInterface
客户程序
QueryInterface
AddRef
Release
SomeFunction
委托
IUnknown
非委托
IUnknown
复习：聚合，支持聚合的对象
在非聚合方式下的接口示意图
复习：聚合，支持聚合的对象
在聚合方式下的接口示意图
对象B
IOtherInterface
对象A
ISomeInterface
客户程序
QueryInterface
AddRef
Release
SomeFunction
QueryInterface
AddRef
Release
OtherFunction
外部对象的
IUnknown
委托
IUnknown
非委托
IUnknown
控制
聚合模型的要点
? 外部对象
– 创建内部对象的时候，外部对象必须把自己的
IUnknown接口指针传给内部对象
– 当外部对象接到对于聚合接口的请求时，它必须调用
非委托版本的IUnknown的QueryInterface函数，并把结
果返回给客户
? 内部对象
– 内部对象类厂的CreateInstance必须检查pUnkOuter 参数
– 嵌 聚合：传 外 的pUnkOuter参数
– 非委托版本的IUnknown 外， 接口的
IUnknown调用必须全部委托给外部对象的
pUnkOuter
类厂建 理对象和 对
象自 程
进程
程序
客户进程
类厂
理对象
类厂
类厂对象
对象自 理
对象
客户
创建
对象
CreateInstance
LPC/RPC
调用
传
?创建
理对象
￠返回
￡连接
?调用
自 的要点
? 对象必须￥?IMarshal接口
? 理对象§必须￥?IMarshal接口，并currency1
理对象'进程外对象 “??
? 理对象必须?fifl 接口的跨进程–?
? ?型用?：
– · 跨进程调用的??，?用? ”?…‰
?
– marshal-by-value
`′ 的proxy和stub结构
客户进程
理对象
进程
ITF1
客户程序
ITF2
ITFn
理
管理?
IRpcChannelBuffer
?ˉRPC
对象
ITF1
ITF2
ITFn
管理?
?ˉRPC
IRpcProxyBuffer
IRpcStubBuffer
RPC ?
RPC ?
进程外 ˙意¨
? 自˙?方式的?
– ??参数/RegServer和/UnregServer
? ˙?类厂
? ˇ时—
? 调用CoInitialize和CoUninitialize
? ￥?自 接口的 理/
多线程
? Win32线程和COM线程
? marshaling和
? “线程
? 自 线程
? 进程内 的线程模型
进程和线程
? 进程
– 在Linux ，时“和 “ 的结合
– 在Windows ， “
? 线程
– 在Linux ， ??
– 在Windows ，§ 调a ，
时“
Win32线程
? Win32?ˉ线程本 ?， ?
?用模型o分 ?
? CreateThread，创建线程
?UI线程(user-interface thread)
– 包 ，当线程? 调用Win32
User GDI函数时 ?
– 包 ?， 合GetMessage/
TranslateMessage/DispatchMessage
? ??线程(worker thread)
– ? ?线?， UI，
COM线程
? COM对象的 ?? ，分 “
线程和自 线程
? “线程(apartment thread)
– 于 STA中(Single-Threaded
Apartment)
– “对? 线程
? 自 线程(free thread)
– 于MTA中(Multi-Threaded Apartment)
– 进程 MTA，它o以包 任意
数量的自 线程
marshaling
? 调用者'—调用者如果 于不 的线程
中，则调用 程要 线程切换，线
程切换§需要用到marshaling机制
?COM对象的线程相依
– 的COM对象 能在 线程中运?
– 内 UI的COM对象 能在创建线程 运?
? 线程 “的marshaling机制'进程“的
marshaling 程 致
? 能— 线程访问的对象不需要
– 例如Windows的窗口 程
– 但 对于全部?量的访问，仍需要 保护
? o能—多 线程访问的对象需要
机制
– Event、Semaphore、CriticalSection、Mutex
– 这样的 —称 thread-safe
Apartment( “)
? 逻辑 ，§ ￥体对?
? COM对象的 ??
? 分 ? “
–STA
–MTA
–COM+引入TNA(thread-neutral apartment) *
STA “
? 每 STA “包 线程
–STA “和线程 对?关?
? 当线程—创建后，用COM库初始 就建 起
STA “
– CoInitialize(NULL);
– 者CoInitializeEx(NULL,COINIT_APARTMENTTHREADED);
? 在线程结束 前，调用CoUninitialize结束 “
? “线程包 ?
?COM在 “线程中创建 隐藏的窗口
– 用?： 、分发
STA “(续)
? 在STA中创建的COM对象都属于这 STA
?STA对象不必处理 ，因 对象的方法
能—这 STA “的线程调用
? 但DLL程序的引出函数如DllGetClassObject
和DllCanUnloadNow…仍需 处理。
? 类厂 否需要线程安全，取决于类厂的策略
? 如ˇ把接口指针交给调用者
– 自动marshaling
– 手工marshaling
STA接收调用示意图
STA
隐藏窗口分发
stub
stub
STA “传 接口指针
? COM传 的接口指针，COM都会自
动marshaling
? 手工marshaling
– CoMarshalInterface和CoUnmarshalInterface
– CoMarshalInterThreadInterfaceInStream和
CoGetInterfaceAndReleaseStream
“线程要点
?STA客户调用STA对象的 程
–RPC ?， 传 调用，RPC ?发出 后，
调用MsgWaitForMultipleObjects阻塞调用方，但仍然分
发 ，fl以UI仍 活的
?STA客户跨进程调用的 程
– 理对象先得到 RPC线程，并把 后的数?包
交给它，RPC线程又?成??线程， 它?fi跨进程
调用，RPC线程§?fi分发 ，fl以UI§ 活的
? 从另 进程进入 “线程的 程。
– 调用?先到达 RPC线程，RPC线程向 “线程隐
藏窗口发送 ，并把 数?传 去
“线程：?型情形
? 客户创建 “线程，然后 “线程的主函数创建COM
对象， “线程再调用
CoMarshalInterThreadInterfaceInStream函数，把接口指
针 到流对象中，然后 知客户线程对象已经创建
成功，客户线程接到 知后，利用流对象指针把对象
的接口指针散 出来，以后客户线程就o以'对象
讯 。
STA
Main STA
流来
传
MTA “
? 每 进程至多 MTA “
?MTA “中o以包 者多 线程
– 线程初始 ：
CoInitializeEx(NULL, COINIT_MULTITHREADED);
? Windows的版本：
–NT 4.0 者Windows 95 + DCOM扩展
?MTA “中的对象必须thread-safe
– —MTA中线程创建的对象 MTA对象
–MTA中的线程都o以直接访问MTA对象
– ?用Win32多线程编程? 保 thread-safe
MTA接收调用示意图
MTA
调用
stub
stub
MTA线程
RPC线程
MTA中线程的 点
? ?用CoInitializeEx(NULL,
COINIT_MULTITHREADED)初始
? 客户'对象都在MTA中，则调用直接在客户
线程中 ?
? 客户程序在另 进程中，则调用
proxy/stub，直接在RPC线程 ?
? 客户在STA中，则调用 proxy/stub，直接
在RPC线程 ?
? 隐藏窗口，MTA线程创建的对象并 ?
在任ˇ 的线程中， ? 在MTA中
?MTA对象必须 线程安全的， 入
MTA线程要点
?MTA线程中的客户调用STA对象
进程中的对象
– 客户调用 理对象， 理对象又调用RPC
?，RPC ?阻塞客户线程，如果客户线程
中 窗口的 ，则会—
? 调用进入MTA线程中的对象
–RPC ?直接?用RPC线程，并调用
， 再调用 对象。这中“ 线程
切换。
STA和MTA “关?
? 不 进程 “，不管 线程类型，都需要
proxy/stub
? 在 进程内不 STA “，§需要
proxy/stub
? 在STA内部， 对象调用另 对象的方
法不需要proxy/stub
? 在MTA内部，对象和调用者 “调用不需要
proxy/stub
? 从STA调用MTA，需要proxy/stub
? 从MTA调用STA，需要proxy/stub
进程内的STA和MTA
STA
STAMTA
进程
进程内对象的线程模型
?CLSID\{clsid}
InprocServer32
ThreadingModel = “Apartment” “Free”、“Both”
? DllGetClassObject和DllCanUnloadNow
? 当COM库创建对象时
– 如果客户线程模型'对象的要求 致
则在客户线程中创建对象，返回直接指针
– 如果客户线程模型'对象的要求不 致：
COM会 ? 相?的线程 对象?用
“Both”类型
? 这?对象必须 thread-safe
? 它 于创建者的 “中
? 本 “Free”对象的 ，但 在运?
时 o能会 ?出“Apartment”对象的
? 例 ：
– 接口proxy/stub都 “Both”类型
Main STA
? STA， 进程的主线程
? 如果 COM class的ThreadingModel
，则 Main STA
? 在引入MTA 前的对象都?用Main STA
客户线程'对象模型 合
Proxy/stub
直接
Proxy/stub
“”( )
Proxy/stubProxy/stub
直接
“Free”
直接直接
Proxy/Stub
“Apartment”
直接直接直接
“Both”
非Main-STAMain STAMTA线程
客户线程
对象模型
进程外对象的线程模型
? '客户线程模型 关?
? 程序自己来控制
– 类厂对象 CoRegisterClassObject来传
– 类厂的CreateInstance函数
COM+
? ?
– 对象的 ?? ，包 ? ，如¨ 、安全 …
– 在 来的模型中， MTA和STA就 ?
?
– 跨? 调用§需要proxy/stub
? 量 理
– 不需要线程切换的跨? 调用
? TNA(Thread neutral apartment)
COM+?
? Y ? Z
? W
? X
对象B
的 理
对象A
的 理
对象B
对象C
的 理
对象A
对象C
示 取
?
从进程内￠向进程外
进程￡?
客户
客户 COM
运?库
安全
· ?
LPC
DCE RPC
COM
运?库
安全
· ?
LPC
DCE RPC
从本机￠向￥程主机
DCOM
客户 COM
运?库
安全
· ?
??§
DCE RPC
COM
运?库
安全
· ?
??§
DCE RPC
DCOMcurrency1'??
“?：RPC(Remote Procedure Call)
? RPC Client and RPC Server
? o以在TCP、UDP ￥?
?RPC 分布式?用的基?， 程如下：
– 客户′?： (￥程机?、server、函数)
– 在RPC Server 需要运? RPC?口管理 ，
每 RPC Server向它fifl˙?
– RPC client'￥程机的RPC?口管理 ?，请求
RPC Server的?口–
– 然后RPC client'RPC server直接 ?
? ￥程调用??，如HTTP、SOAP
DCOM要点
? 创建￥程对象
? 把进程内对象?到￥程机?
?DCOM的连接管理
?DCOM并发 管理
?DCOM安全
DCOM 对象的创建 程
客户
COM库
(OLE32.DLL)
SCM
(RPCSS.EXE)
SCM
(RPCSS.EXE)
RPC
调用创建函数
￥程创建
创建进程和对象
对象激活(activation)
? 对象激活：
– 创建·的 对象——类厂对象
– 建 已 对象'客户 “的连接—— ?对象
? ￥程对象的创建：
– `? ￥程对象：CLSID+RemoteServerName
? 如ˇ?取RemoteServerName
–DCOM?”工 指 ￥程 ?
– 客户程序在 中?式指 ￥程 ?
创建DCOM ( )
? ”￡? ：客户程序不必知? 运?在本
… ￥程机?
? RemoteServerName ：
HKEY_CLASSES_ROOT\APPID\{appid-guid}
“RemoteServerName”=“<DNS name>”
HKEY_CLASSES_ROOT\CLSID\{clasid-guid}
“AppID”=“<appid-guid >”
? RemoteServerName 不能—传
? 客户创建 对象的 不必‰
?用DCOM?”工 ?” 的
RemoteServerName
创建DCOM (?)
? 在CoGetClassObject和CoCreateInstanceEx函数
中指 ?
typedef struct _COSERVERINFO {
DWORD dwReserved1;
LPWSTR pwszName;
COAUTHINFO *pAuthInfo;
DWORD dwReserved2;
} COSERVERINFO;
typedef struct _MULTI_QI {
const IID* pIID;
IUnknown * pItf;
HRESULT hr;
} MULTI_QI;
用CoCreateInstanceEx创建￥程 例
HRESULT hr = S_OK;
MULTIQI mqi[] = {{IID_IBackupAdmin, NULL , hr1}};
COSERVERINFO srvinfo = {0, NULL, NULL, 0};
Srvinfo.pwszName = pFileServerName;
HRESULT hr = CoCreateInstanceEx( CLSID_MyBackupService, NULL,
CLSCTX_SERVER, &srvinfo,
sizeof(mqi)/sizeof(mqi[0]), &mqi);
if (SUCCEEDED(hr)) {
if (SUCCEEDED(mqi[0].hr))
{
IBackupAdmin* pBackupAdmin=mqi[0].pItf;
hr=pBackupAdmin->StartBackup();
pBackupAdmin->Release();
}
}
用分` 对象
￥?动?? ′功能
pA->CreateObjectB
客户机
???
?
?1
?2
?3
请求创建对象A
?ˉ ? 3
并创建对象B
返回对象B
客户直接'对象B连接
??对象A
￥程创建进程内 ： 理进程
(Surrogate)
? 理进程‰点：
– 进程内 程序中的˙ ¨ ??到 理
进程，不会?客户进程 ??
– 理进程o以 时 多 客户· ?
– 在 理进程中运?进程内 o?DLLˇ
理进程的安全 。
进程内 ——入 理进程的?
? ?ˉ˙? 中，在COM对象的CLSID关 ?下必
须要指 AppID ，以 对?的AppID关 ??
? 客户程序在创建对象￥例时，必须 ”
CLSCTX_LOCAL_SERVER` ?
? 对象的CLSID关 ?下不指 LocalServer32、
LocalServer、LocalService ?
? 对象的CLSID关 ?包 InProcServer32
?
? 在InProcServer32 中指 的DLL 必须 在?
? 对象对?的AppID 下指 DllSurrogate 。
控制￥程对象的?
?DCOM‰ ￥程对象的AddRef和Release调用，
客户程序不必 ‰
? OR (OXID Resolver)
– OXID(object exporter identifier) 对象
? OXID对象￥? IRemUnknown接口
– RemQueryInterface
– RemAddRef和RemRelease
? 参 ：MSJ，1998 3
– Understanding the DCOM Wire Protocol by Analyzing
Network Data Packets
DCOM?用ORPC??￥?￥程
OR service
OR service
Client
Server
OXID
OXID
OR
RPC
stub
proxy
ORPC
IPC IPC
Pinging机制( )
? 对于非 情 ， 进程非 ，客
户o以 ?返回 ?出来
? 客户非 ， 进程 a
? 检 客户程序 否非 ，DCOM·
“pinging”机制
? 每 —￥程?用的对象都 “pingPeriod”和
“numPingsToTimeOut” 数
Pinging机制(?)
?ping? ：pingPeriod*numPingsToTimeOut
? 当前DCOM版本中，
pingPeriod=2(分)currency1numPingsToTimeOut=3，这
? 不能— ?
? pinging机制的‰ ：OXID?o? ?ping ，
currency1'?
连接传
? 连接 o传 ，因 接口的 数?(OR
者OBJREF)包 机?相关的
? 连接传 '创建传 不 ，DCOM不支持
创建传
? o用连接传 “接支持创建传
? 利用连接传 o￥?动?? ′
并发管理
? 分布式? 下的基本问
? 方式 向 方式
? 多线程模型
? ??
??(message filter)机制
? STA “ 的 ?控制机制
– 处理跨线程调用 程中的阻塞?象
? o用于客户程序，§o用于 程序
?COM本 · 的￥?，又
?用自 的message filter
Message filter
? ? 的COM对象，它￥?
IMessageFilter接口：
class IMessageFilter : public IUnknown
{
public :
DWORD HandleInComingCall ( DWORD dwCallType,
HTASK threadIDCaller,
DWORD dwTickCount,
LPINTERFACEINFO pInterfaceInfo) = 0;
DWORD RetryRejectedCall(HTASK threadIDCallee, DWORD dwTickCount,
DWORD dwRejectType) = 0;
DWORD MessagePending (HTASK threadIDCallee, DWORD dwTickCount,
DWORD dwPendingType) = 0;
};
Message Filter?用示意图
Client-side
MsgFilter
Server-side
MsgFilter
RPC ?RPC ?
分发调用
客户调用
IMessageFilter 接口
? 返回 类型都 DWORD
? 类型HTASK用来`? 调用， 逻辑线
程ID，在 机? 在
? HandleInComingCall用于 对象 方的
??
? RetryRejectedCall和MessagePending用于客户
方的 ??
￥? ??机制
? 客户程序 者 程序￥? ??对象，
然后用CoRegisterMessageFilter函数指
?用自 的 ???否则COM?
用 的 ??对象。
? ?? 用于当前STA，它不支持
marshaling，不能跨 “?用
方的 ??
? 当COM检 到 外部调用进入当前进程时，
它?先会调用 ??的
HandleInComingCall成 函数。
? HandleInComingCall函数的参数dwCallType指
示 调用的类型，参数pInterfaceInfo`? 对
象、接口和成 函数
? HandleInComingCall函数的返回 ：
– SERVERCALL_REJECTED
– SERVERCALL_RETRYLATER
– SERVERCALL_ISHANDLED
客户程序方的 ??
? 当客户的调用— ?? 后，COM在? 关的处
理后调用 ??的RetryRejectedCall成 函数， 客户
决 否?续
? RetryRejectedCall返回-1 示??调用?否则返回
以 的时“数，经 这 时“后，COM 再 调
用 对象
? 对 框：
客户程序的 处理
?RPC ?§ 客户程序分发 ，fl以在￥程调
用完成 前，客户程序的 §会接收到
，MessagePending成 函数让客户 机会控制
处理方案。
? 返回 ：
– PENDINGMSG_CANCELCALL - 取 当前调用
– PENDINGMSG_WAITNOPROCESS - 客户不处理
– PENDINGMSG_WAITDEFPROCESS - 处理部分 ，
丢掉
DCOM安全模型
? Windows NT安全机制
? 激活安全
? 调用安全
? 运?时 动? ”安全
? 安全 ?”
Windows NT安全模型
? domain、user和user group
? authentication，
? security identifier，SID
? security description，SD
? Access Control List，ACL
Windows NT安全模型
? 用户和 源管理
– 用户的 份
–SID描述用户
–SD描述 源的安全
? SSP(Security Support Providers)
– SSPI
激发安全 (launching security)
? SCM来控制。决 “哪?用户能够(
者不能够)在激活时 启动 ?进程”
? 因 此安全 决 客户 否 启动进
程的 o，fl以这 安全 不能在程序
中控制
? ˙? ￥施launching security
– 先找到APPID的LaunchPermission ”
– 机?范围内的 ”
访问安全
? 决 “哪?用户o以' ?进程的对象
进?￥际的 ”
? 控制 程
– 进程调用CoInitializeSecurity
–AppID 中的AccessPermission ”
– 机?范围内的DefaultAccessPermission ”
– 隐式调用CoInitializeSecurity， ?进程
的principal和SYSTEM账–
动?安全 控制
? 进程调用 CoInitiallizeSecurity函数，则进程不
再?用˙? 的静? ”
HRESULT CoInitializeSecurity(
PSECURITY_DESCRIPTOR pVoid, //Points to security descriptor
DWORD cAuthSvc, //Count of entries in asAuthSvc
SOLE_AUTHENTICATION_SERVICE * , //Array of names to register
void * pReserved1, //Reserved for future use
DWORD dwAuthnLevel, //The default authentication level for proxies
DWORD dwImpLevel, //The default impersonation level for proxies
RPC_AUTH_IDENTITY_HANDLE pAuthInfo, // Reserved
DWORD dwCapabilities, //Additonal client and/or serverside capabilities
void * pvReserved2); //Reserved for future use
? IAccessControl接口
动?安全 控制(续)
? CoInitiallizeSecurity支持 ?类型 ”方式，
pVoid和dwCapabilities参数决 ：
–AppID， 向˙? ”
–SD，'Win32安全编程模型结合
– IAccessControl接口，? 安全编程模型
? 级别，authentication level
– 本进程的引入 引出对象至少?用 级别
? 模仿级别，impersonation level
– 客户 对象能够 ?哪?–?，客户o以隐
藏自己的 份、禁 对象模仿自己…
IAccessControl接口
? IAccessControl接口o以? 安全编
程模型
? 多数?结构用来描述访问控制
?COM· IAccessControl的 ￥?，
?用程序o以创建 ￥例，然后 ”内
部的安全控制
? ?用程序§o以自己￥?IAccessControl
以便更加灵活…控制访问 o
调用安全 ，calling security
? 客户 理对象的IClientSecurity接口，
控制调用安全 ，
– 对某 接口 理 ”安全
– 对某 “的某 接口 理 ”安全
? 程序调用CoGetCallContext?得
IServerSecurity接口，进 ?得安全
激活安全
? 几 创建函数中包 COSERVERINFO 结构，
中的pAuthInfo 成 指向
typedef struct _COAUTHINFO {
DWORD dwAuthnSvc;
DWORD dwAuthzSvc;
LPWSTR pwszServerPrincName;
DWORD dwAuthnLevel;
DWORD dwImpersonationLevel;
COAUTHIDENTITY * pAuthIdentityData;
DWORD dwCapabilities;
} COAUTHINFO;
? 激活安全 ??激活 程，§就 创建 程，
当创建完成 后，客户得到的接口指针不受激
活安全 的??
?进程的 份
? 决 “ ?进程 运?在哪 用户的
份下”，AppID下的RunAs
? ? ”方案：
– 交互用户，interactive user
– 启动用户，launching user
– 指 用户
? ?方案各 利弊，适用于不 的场合
安全 ?”( )
? 几 ˙? 称
LaunchPermission
AccessPermission
RunAs：
Run as Activator
Run as Interactive User
Run as a fixed user account
?DCOMˉ ?用的 ”
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Ole
"EnableDCOM"="Y"
"DefaultAccessPermission" = <self-relative security descriptor>
"DefaultLaunchPermission" = <self-relative security descriptor>
"LegacyImpersonationLevel" = <dword_impLevel>
"LegacyAuthenticationLevel" = <dword_authLevel>
安全 ?”(?)
安全 ?”( )
小结：DCOM
? o伸缩
? o?”
? 安全
? ?? 关
? 独
?发DCOM
? ?先保 本…server成功
– ˙?类厂
– 自 接口编写proxy/stub
? ?”安全
– 从本…￠向￥程的 本?
?DLL ， MTS和COM+
DCOM 见问
? 安全 ” 问
? 创建成功，但 QueryInterface 接口
失败，o能接口proxy/stub˙? 问
? 调试
–/embedding
–HRESULT
– RunAs=Interactive User
