13.浅析COM多线程

ATL一节已经接触过多线程一词，COM为了解决多线程问题的思路如下：

1.支持传统多线程访问，组件编写时处理多线程访问（MTA）

2.支持隐藏多线程细节，组件编写时无需多线程访问（STA）

前者是为了灵活，后者是为了方便和兼容，下面我们从这两点展开来说。

1.套间分类

COM引入一个概念——套间（Apartment），具有相同并发和重入访问特性的在同一套间。每个进程可包含多个套间，但是一个套间只能属于一个套间。套间包括两种类型：多线程套间（MTA，multithreaded apartment）和单线程套间（STA，singlethreaded apartment）,分别对应前面说的两点。

MTA中多个线程可以并发执行，STA中只有一个线程可以执行，而且这个线程是和这个STA绑定的，STA套间id保存在这个线程的TLS中。

如下，每个进程可有多个STA，但是最多只能有一个MTA。

位于MTA中的对象2可以自由访问，从STA或MTA中另一个线程都可以自由访问。

位于STA中的对象1只能通过，从MTA或另一个STA中访问都必须通过代理，实际上COM实现如下，它是通过一个消息队列来保证每次只有一个方法调用的。

2.套件中的指针和对象

在使用COM时，新线程必须使用如下三个API之一，以便进入套间。

WINOLEAPI  CoInitialize(__in_opt LPVOID pvReserved);
WINOLEAPI  CoInitializeEx(__in_opt LPVOID pvReserved, __in DWORD dwCoInit);
WINOLEAPI  OleInitialize(IN LPVOID pvReserved);

三个函数的第一个参数都是保留参数，传0即可。

CoInitializeEx是最底层API，指明要进入的套间类型，COINIT_MULTITHREADED指明进入MTA，COINIT_APARTMENTTHREADED指明进入STA。其他两个都是默认进入STA。

套间是接口指针的属性——调用API或某个方法返回一个接口指针时，调用该API或方法的线程决定了“结果接口指针将属于哪个套间”。如果COM对象在当前调用线程套间中，那么返回的是对象接口指针，否则是接口代理指针。这里可以看到进程外组件访问其实是跨套间访问的特例。

组件对象指明了自己将运行在何种套间中。

之前在编写ATL COM时可以看到需要需要我们指定当前组件的线程模型，如下：

实际选择对应注册表中ThreadingModel键值，类似如下：

可选择值如下四个：

1.主STA 键值为空，组件只能运行在主STA(进程的第一个STA线程)中运行

2.Apartment 键值为"Apartment"，组件只能在STA中执行

3.Free 键值为“Free”，组件只能在MTA中运行

4.Both 键值为“Both”，组件可以在MTA或STA中运行

创建组件对象时，如果当前线程套件模型和组件可运行的套间兼容，那么就会直接返回组件接口指针；否则返回的是组件接口代理。

比如组件指明在STA中运行，我们在MTA中创建组件对象，此时COM会自动新建一个STA，在其中创建对象，返回给我们的是接口代理。

3.跨套间访问

前面说过，进程外组件是跨套间访问的特例。跨套件访问的时候同样需要列集合散集，需要代理/存根。这里使用标准列集演示跨套件访问，如前所说我们采用OLE已有接口IDispatch，这里可以避免自己编写代理存根，否则就需要自己编写代理存根了。

如下我们创建一个Apartment类型的组件，在主STA中创建，然后创建线程，在新的STA中访问组件接口。

如下

 {
  CComPtr<IMyCircle> spCircle;
  HRESULT hr = spCircle.CoCreateInstance(CLSID_MyCircle, NULL, CLSCTX_INPROC);
  
  if (SUCCEEDED(hr))
  {
   CComBSTR bstrColor(L"红色");
   spCircle->Draw(bstrColor);

   UseInterfaceInThread3(spCircle);
   UseInterfaceInThread2(spCircle);
   UseInterfaceInThread(spCircle);
   MessageLoop();
  }
 }

注意这里必须开启线程消息队列，因为之前我们说过STA是通过消息队列来保证STA中方法串行执行的。

执行结果如下，前面数值为当前方法执行的线程id：

这里我们在UseInterfaceInThread3中，直接访问接口指针，可以看到实际方法在调用线程中执行，不能保证串行访问。

在UseInterfaceInThread2我们通过全局表列集散集，在UseInterfaceInThread中我们直接列集散集，可以看到都能保证串行执行。

所以一定要记住，为了跨套间访问的安全性，必须保证列集散集使用。

对应的各个方法代码如下：

//非散集、列集
UINT __stdcall TestThread3(LPVOID lpParam)
{
 CoInitialize(NULL);

 {
  CComPtr<IMyCircle> spCircle = (IMyCircle*)lpParam;
  if (spCircle)
  {
   spCircle->Draw(CComBSTR(L"蓝色"));
  }
 }

 CoUninitialize();
 return 0;
}

VOID UseInterfaceInThread3(CComPtr<IMyCircle> &spCircle)
{
 HANDLE hThread = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, &TestThread3, spCircle, 0, NULL);
 if (hThread)
 {
  CloseHandle(hThread);
 }
}

//全局接口表散集、列集
UINT __stdcall TestThread2(LPVOID lpParam)
{
 CoInitialize(NULL);

 {
  if (g_Table)
  {
   IMyCircle *p = NULL;
   HRESULT hr = g_Table->GetInterfaceFromGlobal(g_dwTable, IID_IMyCircle, (LPVOID*)&p);
   CComPtr<IMyCircle> spCircle = p; 

   if (SUCCEEDED(hr) && spCircle)
   {
    spCircle->Draw(CComBSTR(L"蓝色"));

    g_Table->RevokeInterfaceFromGlobal(g_dwTable);//用完之后释放全局表
    g_dwTable = 0;
   }
  }
 }

 CoUninitialize();
 return 0;
}

VOID UseInterfaceInThread2(CComPtr<IMyCircle> &spCircle)
{
 CoCreateInstance(CLSID_StdGlobalInterfaceTable, NULL, CLSCTX_INPROC, IID_IGlobalInterfaceTable, (LPVOID*)&g_Table);
 if (g_Table && spCircle)
 {
  g_Table->RegisterInterfaceInGlobal(spCircle, IID_IMyCircle, &g_dwTable);
 }

 HANDLE hThread = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, &TestThread2, spCircle, 0, NULL);
 if (hThread)
 {
  CloseHandle(hThread);
 }
}

//散集、列集
UINT __stdcall TestThread(LPVOID lpParam)
{
 CoInitialize(NULL);

 {
  CComPtr<IMyCircle> spCircle;
  HRESULT hr = CoGetInterfaceAndReleaseStream((LPSTREAM)lpParam, IID_IMyCircle, (LPVOID*)&spCircle);  // unmarshal to get a com object
  if (SUCCEEDED(hr))
  {
   spCircle->Draw(CComBSTR(L"蓝色"));
  }
 }

 CoUninitialize();

 Sleep(100000);
 PostThreadMessage(g_dwMainThread, WM_QUIT, 0, 0);
 return 0;
}

VOID UseInterfaceInThread(CComPtr<IMyCircle> &spCircle)
{
 LPSTREAM pStream = NULL;
 CoMarshalInterThreadInterfaceInStream(IID_IMyCircle, spCircle, &pStream);

 HANDLE hThread = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, &TestThread, pStream, 0, NULL);
 if (hThread)
 {
  CloseHandle(hThread);
 }
}

如果这里我们去掉MessageLoop呢，可以实际调试运行下，实际上此时UseInterfaceInThread2和UseInterfaceInThread都不会输出了。

完整演示代码下载链接，注意工程中的代理/存根模块本文是没用到的，因为我们使用的是标准列集IDispatch。

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