Component Object Model
Component Object Model (COM) é uma plataforma da Microsoft para componentes de software lançada em 1993. Ela é usada para permitir a comunicação entre processos e a criação dinâmica de objetos em qualquer linguagem de programação que suporte a tecnologia. O termo COM é frequentemente usado no desenvolvimento de software para se referir a um grupo de tecnologias que incluem OLE, OLE Automation, ActiveX, COM+ e DCOM. Apesar de introduzido em 1993, a Microsoft não iniciou a divulgação ampla do nome antes de 1997.
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Um dos primeiros métodos de comunicação entre processos no Windows foi o DDE, que permitia o envio e recepção de mensagens na chamada "conversação" entre aplicações. Essa tecnologia foi a base da OLE, que era uma das tecnologias mais inovadoras introduzidas no Windows 3.0. Conversações por texto e do Windows não se mostraram tão flexíveis para permitir o compartilhamento de funcionalidades de aplicações de uma maneira extensível. Então, para o lançamento da versão 3.1 do Windows, foi criada a COM como um novo fundamento do sistema, e a OLE foi alterada para a OLE2. O Visual Basic introduziu o VBX (extensões empacotadas na forma de DLL) que permitia a criação de objetos a serem posicionados graficamente em um formulário e manipulados através de propriedades e métodos. Isso foi adaptado posteriormente para outras linguagens, assim como foi feito no Visual C++. Os controles COM (OCX) tornaram-se um substituto do VBX.
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COM foi uma plataforma bastante influente no desenvolvimento de software do Windows, por isso influenciou o desenvolvimento de várias tecnologias de suporte.
COM+
Para fornecer aos desenvolvedores suporte a transações distribuídas, e melhor gerenciamento de memória e processamento, assim como para posicionar o Windows como uma alternativa a outros sistemas operacionais corporativos, a Microsoft introduziu a tecnologia Microsoft Transaction Server no Windows NT Service Pack 4. No Windows 2000, tal extensão significativa à COM foi incorporada ao sistema operacional e renomeada COM+. Na mesma época a DCOM foi reconsiderada como uma entidade separada.
.NET
A plataforma COM foi substituída pela Microsoft .NET (lê-se "dot NET"), com a Microsoft focando seu marketing exclusivamente a essa nova plataforma. A COM era geralmente usada para interoperar códigos complexos e de grande desempenho com interfaces ao usuário em Visual Basic ou ASP. Para algumas extensões a COM agora foi depreciada em favor da .NET. Já que a .NET fornece ferramentas de desenvolvimento rápido similares ao Visual Basic tanto para Windows Forms quanto para Web Forms com JIT, o código de alto desempenho pode ser implementado em C#. Apesar disso, a COM permanece como uma tecnologia viável com importante base de sistema legado. Por exemplo, a SDK, popular renderizador do DirectX 3D, é baseado em COM. A COM também é ideal para o controle de scripts de aplicações como o Office ou o Internet Explorer, pois fornece uma interface para chamar métodos de objetos COM de um script ao invés de necessitar o conhecimento de uma API em tempo de compilação.
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A ideia da Microsoft de embarcar conteúdo ativo em páginas web como componentes COM/ActiveX (ao invés de, por exemplo, applets Java) criou uma combinação de problemas no Internet Explorer, que lideraram a uma explosão de infecções por vírus de computador, trojan e spyware. A empresa reconheceu o problema com o ActiveX ainda em 1996 quando Charles Fitzgerald, gerente de programas do time de Java da Microsoft disse que "Se você quer segurança na Internet, desligue seu computador. ... Nós nunca declaramos que o ActiveX é intrinsecamente seguro." Como os componentes COM e ActiveX são executados como código nativo na máquina hospedeira, existem algumas pequenas restrições que o código pode fazer. Vários desses problemas foram rediscutidos pela introdução da "assinatura de código" (baseada em assinatura digital) e também na plataforma .NET.
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Programadores COM constroem software usando componentes compatíveis com a COM. Diferentes tipos de componentes são identificados por identificadores de classe (CLSIDs), que são identificadores globais únicos (GUID). Cada componente COM expõe sua funcionalidade através de uma ou mais interfaces. As diferentes interfaces suportadas por um componente são distinguidas umas das outras através de identificadores de interface (IID), que também são GUID. Interfaces COM possuem implementações em diversas linguagens, como C, C++, Visual Basic e diversas linguagens interpretadas da plataforma Windows. Todo acesso aos componentes é feito através de métodos das interfaces. Isso permite técnicas como programação entre processos, até mesmo entre computadores, este último utilizando DCOM. A COM padroniza o processo de criação de objetos COM ao requerer o uso de factories (construtores) de classes. Para a criação de um objeto COM deve existir uma factory e um identificador. A classe factory é também um objeto COM, que deve expor ou a interface IClassFactory ou a interface IClassFactory2.
Interfaces
Todos os componentes COM devem implementar pelo menos a interface padrão IUnknown, e, portanto, todas as interfaces COM são derivadas de IUnknown. Essa interface consiste de três métodos: AddRef() e Release(), que implementam a contagem de referências e o controle do tempo de vida das interfaces; e QueryInterface(), que ao especificar um IID permite ao invocador obter referências às diferentes interfaces que o componentes implementa. O efeito de QueryInterface() é similar ao dynamic_cast<> em C++ ou conversões de tipo em Java e C#. As interfaces de componentes COM são necessárias para exibir as propriedades reflexivas, simétricas e transitivas. A propriedade reflexiva refere-se à habilidade da chamada QueryInterface() de uma dada interface de retornar uma mesma instância da interface. A propriedade simétrica exige que quanto uma interface B é obtida de uma interface A via QueryInterface(), a interface A também possa ser obtida da interface B da mesma forma. A propriedade transitiva é similar à simétrica, mas requer que se a interface B pode ser obtida da interface A e a interface C pode ser obtida da interface B, então a interface C deve poder ser obtida da interface A.
Classes
Uma classe em COM é denominada coclasse, e permite definir uma classe (no sentido de orientação a objeto) independentemente de linguagem. Ela fornece uma implementação concreta de uma ou mais interfaces. Tais implementações concretas podem ser escritas em qualquer linguagem de programação que suporte o desenvolvimento de componentes COM. Uma das maiores contribuições da COM para o mundo de desenvolvimento para a plataforma Windows foi a filosofia da separação do conceito de interface e implementação, o que influenciou a maneira como vários programadores constroem sistemas atualmente. Uma extensão desse conceito é a noção de uma interface e múltiplas implementações. Isso significa que, em tempo de execução, uma aplicação pode escolher instancializar uma interface entre várias implementações disponíveis.
IDL e bibliotecas de tipos
Como mencionado anteriormente, as bibliotecas de tipos contém metadados que representam os tipos COM. Entretanto, esses tipos devem antes serem descritos através da Microsoft Interface Definition Language. Inclusive, é uma prática comum no desenvolvimento de um componente COM iniciar com as definições dos tipos usando IDL. Um arquivo IDL permite que desenvolvedores definam classes orientadas a objeto, interfaces, estruturas, enumerações e outros tipos definidos pelo utilizador, independentemente da linguagem de programação. A IDL é bastante similar em aparência às declarações em C e C++ com a adição das palavras-chave interface e library para a definição de interfaces e coleções de classes, respectivamente.
COM como uma plataforma de objetos
Os princípios fundamentais da COM possuem suas raízes na filosofia da orientação a objeto. Ela é uma plataforma para o desenvolvimento e implantação de orientação a objeto. Como a plataforma é manipulada em tempo de execução, os tipos devem ser identificáveis e especificáveis individualmente em tempo de execução. Para obter esse resultado são usados os GUID, que são identificadores únicos globais. Cada tipo COM tem designado seu próprio GUID para identificação em tempo de execução. Para que tal informações seja acessível tanto em tempo de compilação quanto em tempo de execução, a COM apresenta a biblioteca de tipos; é através de seu uso que a plataforma desempenha seu papel na interação dinâmica de objetos. Considerando a seguinte definição de uma coclasse em um arquivo IDL:
Registro
No Windows, as classes COM, interfaces e bibliotecas de tipos são listadas pelo GUID no Registro do Sistema sob HKEY_CLASSES_ROOT\CLSID para classes e HKEY_CLASSES_ROOT\interface para interfaces. As bibliotecas COM usam o registro para localizar ou o local correto de bibliotecas locais ou a localização na rede de serviços remotos.
Contagem de referência
A interface mais fundamental da COM, IUnknown (da qual todas as interfaces COM devem derivar), suporta dois conceitos principais: a exploração das funcionalidades através do método QueryInterface e o gerenciamento do tempo de vida do objeto através de AddRef() e Release(). A contagem de referências e a exploração de funcionalidades são aplicadas aos objetos, e portanto devem ter implementação centralizada. As especificações COM requerem uma técnica chamada contagem de referências para assegurar que objetos individuais permaneçam na memória enquanto existam clientes que possuem acesso a pelo menos uma de suas interfaces e, da mesma forma, que o mesmo objeto seja destruído quando seu uso já não é mais necessário. Um objeto COM é responsável pela liberação de sua própria memória uma vez que a contagem de referência chega a zero.
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Processamento de mensagens
Quando a COM é inicializada ela cria uma janela invisível que é usada para o roteamento de mensagens entre processos e threads. Essa janela deve ter sua fila de mensagens regularmente processada. Em versões antigas do Windows, uma falha em tal sistema poderia causar um travamento geral de todo o sistema.
Contagem de referências
A contagem de referências da COM pode causar problemas se dois ou mais objetos são referenciados circularmente. O projeto de uma aplicação deve levar em contar esse tema, de forma que objetos não se tornem órfãos.
Inferno de DLLs
Como a localização de cada componente é armazenada de maneira global no sistema (no registro do Windows), só pode existir uma versão de cada componente instalado. Dessa forma, a COM sofre seriamente do problema de inferno de DLLs, no qual duas ou mais aplicações requisitam diferentes versões de um mesmo componente. O Windows XP introduziu um novo modo de registro de objetos COM, tornando possível às aplicações que precisam instalar objetos COM e todas as informações necessárias no diretório da própria aplicação ao invés de usar o registro global.
