聊一聊被 .NET程序员 遗忘的 COM 组件

寂寞如斯

一：背景

1.讲故事

最近遇到了好几起和 COM 相关的Dump,由于对 COM 整体运作不是很了解，所以分析此类dump还是比较头疼的，比如下面这个经典的 COM 调用栈。
0:044>~~[138c]swin32u!NtUserMessageCall+0x14:00007ffc`5c891184c3ret0:061>k#Child-SPRetAddrCallSite000000008c`00ffec6800007ffc`5f21bfbewin32u!NtUserMessageCall+0x14010000008c`00ffec7000007ffc`5f21be38user32!SendMessageWorker+0x11e020000008c`00ffed1000007ffc`124fd4afuser32!SendMessageW+0xf8030000008c`00ffed7000007ffc`125e943bxxx!DllUnregisterServer+0x3029f040000008c`00ffeda000007ffc`125e9685xxx!DllUnregisterServer+0x11c22b050000008c`00ffede000007ffc`600b50e7xxx!DllUnregisterServer+0x11c475060000008c`00ffee2000007ffc`60093ccdntdll!LdrpCallInitRoutine+0x6f070000008c`00ffee9000007ffc`60092eefntdll!LdrpProcessDetachNode+0xf5080000008c`00ffef6000007ffc`600ae319ntdll!LdrpUnloadNode+0x3f090000008c`00ffefb000007ffc`600ae293ntdll!LdrpDecrementModuleLoadCountEx+0x710a0000008c`00ffefe000007ffc`5cd7c00entdll!LdrUnloadDll+0x930b0000008c`00fff01000007ffc`5d47cf78KERNELBASE!FreeLibrary+0x1e0c0000008c`00fff04000007ffc`5d447aa3combase!CClassCache::CDllPathEntry::CFinishObject::Finish+0x28[onecore\com\combase\objact\dllcache.cxx@3420]0d0000008c`00fff07000007ffc`5d4471a9combase!CClassCache::CFinishComposite::Finish+0x4b[onecore\com\combase\objact\dllcache.cxx@3530]0e0000008c`00fff0a000007ffc`5d3f1499combase!CClassCache::FreeUnused+0xdd[onecore\com\combase\objact\dllcache.cxx@6547]0f0000008c`00fff65000007ffc`5d3f13c7combase!CoFreeUnusedLibrariesEx+0x89[onecore\com\combase\objact\dllapi.cxx@117]10(InlineFunction)--------`--------combase!CoFreeUnusedLibraries+0xa[onecore\com\combase\objact\dllapi.cxx@74]110000008c`00fff69000007ffc`6008a019combase!CDllHost::MTADllUnloadCallback+0x17[onecore\com\combase\objact\dllhost.cxx@929]120000008c`00fff6c000007ffc`6008bec4ntdll!TppTimerpExecuteCallback+0xa9130000008c`00fff71000007ffc`5f167e94ntdll!TppWorkerThread+0x644140000008c`00fffa0000007ffc`600d7ad1kernel32!BaseThreadInitThunk+0x14150000008c`00fffa3000000000`00000000ntdll!RtlUserThreadStart+0x21为了做一个简单的梳理，我们搭建一个简单的多语言 COM 互操作。
二：COM 多语言互操作

1. 背景

可能很多新生代的程序员都不知道 COM ，最多也只听过这个名词，其实在 Windows 上有海量的 COM 组件，这些组件信息都是注册在 HKEY_CLASSES_ROOT\CLSID 节点目录，截图如下：


这个和微服务中的 注册中心 是一个道理，这一篇我们用 C# 写一个COM组件，用 C++ 去调用。
2. C# 写一个 COM 组件

写一个 .NET Framework 4.8 下的 32bit FlyCom 组件，一个接口，一个实现类，具体原理后续再分析，先搭建尝尝鲜， C# 代码如下：
namespaceFlyCom{[Guid("31A3CED7-B4F1-4D59-881A-EA1D7ABCC4CF")]publicinterfaceBaseFly{[DispId(1)]stringShow(stringstr);}[Guid("270C3ED3-053D-4324-9176-9C3FA2BE58A7")][ProgId("FlyCom.Show")]publicclassFly:BaseFly{publicstringShow(stringstr){return$"str={str},length={str.Length}";}}}这里简单说一下：

• Guid
  

一个是接口(BaseFly) 的唯一码，即 IID 信息， 一个是 COM组件的 唯一码，叫做 CLSID。

• ProgId
  

因为 GUID 不方便记忆，所以给这个 COM组件 取一个别名叫 FlyCom.Show 。

• DispId
  

这个是为了遵循 COM多语言互通下的 vtable调用标准，表示第一个接口方法是 Show，后续再聊。
有了代码，接下来还要做三个配置。

• 对 COM 的可见性
  

修改 AssemblyInfo.cs 中的 ComVisible = true，参考如下：
//SettingComVisibletofalsemakesthetypesinthisassemblynotvisible//toCOMcomponents.Ifyouneedtoaccessatypeinthisassemblyfrom//COM,settheComVisibleattributetotrueonthattype.[assembly:ComVisible(true)]

• 生成签名
  

一般来说，将 com 放到 注册表，最好都生成一个强签名，否则会有警告提示。

• 注册 com 互操作
  

在属性面板中，选择 Build 选项卡，选中 Register for COM interop 选项即可。


3. 注册 COM 到注册表

要将 com组件 放到注册表，需要使用注册表编辑工具 regasm。
Microsoft Windows [版本 10.0.19042.746](c) 2020 Microsoft Corporation. 保留所有权利。C:\Users\Administrator>cd /d C:\Program Files (x86)\Microsoft SDKs\Windows\v10.0A\bin\NETFX 4.8 Tools\x64C:\Program Files (x86)\Microsoft SDKs\Windows\v10.0A\bin\NETFX 4.8 Tools\x64>C:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319\regasm.exe D:\net6\ConsoleApp1\FlyCom\bin\Debug\FlyCom.dll /tlb:FlyCom.tlb  /CodeBaseMicrosoft .NET Framework 程序集注册实用工具版本 4.8.4084.0(适用于 Microsoft .NET Framework 版本 4.8.4084.0)版权所有 (C) Microsoft Corporation。保留所有权利。成功注册了类型成功注册了导出到“D:\net6\ConsoleApp1\FlyCom\bin\Debug\FlyCom.tlb”的程序集和类型库C:\Program Files (x86)\Microsoft SDKs\Windows\v10.0A\bin\NETFX 4.8 Tools\x64>从输出中可以看到已成功注册，并且生成了一个 FlyCom.tlb 代理文件，接下来可以到注册表中验证一下 GUID=270C3ED3-053D-4324-9176-9C3FA2BE58A7 注册项以及别名为 FlyCom.Show 的注册项。





4. 使用 C++ 调用

要想 C++ 调用 C# 写的 COM 组件，就像 RPC 调用一样，直接自动生成的代理文件即可，将 FlyCom.tlb 复制到 根目录，并且将程序改成 Win32 位，截图如下：


接下来就是完整的 C++ 代码。
#include<Windows.h>#include<string.h>#include<iostream>#import"FlyCom.tlb"named_guidsraw_interface_onlyusingnamespacestd;intmain(){CoInitialize(NULL);FlyCom::BaseFlyPtrptr;ptr.CreateInstance("FlyCom.Show");wchar_t*c=ptr->Show(L"helloworld");wprintf(L"%s",c);getchar();}将程序跑起来后，真的很完美。


从 C++ 调用 COM 的流程图可以很清楚的看到，这是面向接口编程的方式，非常完美。
三：COM 多语言互通原理

1. 架构图

千言万语不及一张图。


这就是 COM 能够实现多语言互通的规范，熟悉 C++ 的朋友肯定知道 vtable ，C++ 能够实现多态，全靠这玩意，COM 也是用了 vtable 这套模式，所以诸如 JAVA，C#，VBS 必须在二进制层面将代码组织成上图这种形式，才能实现 COM 的互通。
所以在 C# 中你看到的 DispId 特性就是为了按照 vtable 方式进行组织，对于 ole32 和 combase 这些 COM 运行环境的基石，我们后续用 windbg 来解读一下，这一篇就先到这里，希望对你有帮助。

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笨死的猪

回个帖子，下班咯~