컴포넌트 오브젝트 모델

3. 관련 기술

COM은 윈도우에서 주요한 소프트웨어 개발 플랫폼이며, 수많은 기술 개발에 영향을 미쳤다. 주요 관련 기술은 다음과 같다.

• COM+: 윈도우 2000과 함께 소개된 COM의 확장판이다. 분산 COM (DCOM)은 별개의 기술로 강조되지 않게 되었다. MTS를 통해 배치되었던 트랜잭션 COM 구성 요소들은 COM+의 추가된 계층에서 직접 처리된다.^[1]

• DCOM: COM을 확장하여 서로 다른 머신에서 실행되는 객체를 활성화할 수 있도록 했다.^[1]

• .NET Framework: COM 플랫폼을 상당 부분 대체했으며, 현재 마이크로소프트는 .NET에 집중하는 전략에 주력하고 있다.^[31]

• Windows 런타임 (WinRT): Windows 8에서 새로운 애플리케이션 개발 및 실행 기반으로 도입되었다. COM을 확장한 네이티브 기술이지만, .NET 언어 및 자바스크립트 등에서도 투명하게 이용 가능하다.^[33]

• Nano-COM: COM의 응용 프로그램 바이너리 인터페이스(ABI) 측면에 초점을 맞춘 COM의 하위 집합이다.

• MSRPC: 윈도우 NT 서비스와 내부 구성 요소의 주요 프로세스 간 통신 메커니즘으로 사용되었다.^[1]

3. 1. COM+

3. 2. DCOM

3. 3. .NET Framework

3. 4. Windows Runtime (WinRT)

3. 5. Nano-COM

• GUID 인터페이스 유형을 식별한다.
• HRESULT S_OK, E_FAIL, E_OUTOFMEMORY와 같은 메서드 결과 코드
• IUnknown 객체 참조의 기본 유형; 새로운 인터페이스 유형 획득을 위한 `dynamic_cast` 스타일 및 `shared_ptr`와 같은 참조 카운팅을 지원하는 추상 가상 함수

• Alloc 호출 대상에서 호출자가 반환받는 원시 버퍼(객체가 아님)를 할당하기 위해 메서드 구현에서 호출된다.
• Free 더 이상 사용하지 않을 때 호출자가 호출 대상에서 할당된 버퍼를 해제하기 위해 메서드 호출자가 호출한다.

3. 6. MSRPC

4. 기술 세부 사항

COM 프로그래머는 COM 컴포넌트를 사용하여 소프트웨어를 개발한다. 각 COM 컴포넌트는 전역 고유 식별자(GUID) 형식의 클래스 ID(CLSID)로 식별된다. COM 컴포넌트의 기능은 하나 이상의 인터페이스를 통해 제공되며, 각 인터페이스는 GUID 형식의 인터페이스 ID(IID)로 식별된다.

COM 인터페이스는 C, C++, 비주얼 베이직 등 다양한 프로그래밍 언어 및 윈도우 플랫폼의 스크립트 언어와 바인딩된다. 컴포넌트에 대한 접근은 인터페이스의 메서드를 통해 이루어지며, 이를 통해 프로세스 간(inter-process) 또는 컴퓨터 간(inter-computer) 프로그래밍(후자는 DCOM 사용)이 가능하다.

1987년에 소개된 동적 데이터 교환(DDE)은 윈도우에서 최초의 프로세스 간 통신 기술 중 하나로,^[4][5] 애플리케이션 간 메시지 송수신을 가능하게 했다.

COM 설계를 담당했던 앤토니 윌리엄스는 1988년 ''객체 아키텍처: 미지 대처 – 또는 – 동적으로 확장 가능한 클래스 라이브러리에서의 타입 안전성''과 1990년 ''상속에 관하여: 그것이 의미하는 바와 사용법''이라는 소프트웨어 컴포넌트 개념 관련 논문을 마이크로소프트 내에 배포했다.

객체 연결 및 포함(OLE)은 마이크로소프트의 최초 객체 기반 프레임워크로, DDE를 기반으로 복합 문서를 위해 설계되었다. 1991년 워드와 엑셀과 함께 소개되었으며, 1992년 윈도우 3.1부터 포함되었다.

1991년, 마이크로소프트는 비주얼 베이직 확장(VBX) 기술을 비주얼 베이직 1.0과 함께 도입했다. VBX는 동적 링크 라이브러리(DLL) 형태로 패키지화된 확장 기능으로, 객체를 양식에 배치하고 속성과 메서드를 통해 조작할 수 있게 했다.

1992년, 윈도우 3.1과 함께 마이크로소프트는 COM을 갖춘 OLE 2를 출시했다. COM의 애플리케이션 이진 인터페이스(ABI)는 1992년 출시된 MAPI ABI와 동일했으며, MSRPC를 기반으로 오픈 그룹의 DCE/RPC를 기반으로 했다. COM은 DDE를 대체하기 위해 만들어졌다.

1994년, COM 기반 OLE 사용자 지정 컨트롤(OCX) 기술이 VBX의 후속으로 도입되었다. 마이크로소프트는 OLE 2를 "OLE"로 명명했다.

1996년 초, 마이크로소프트는 OCX를 웹 브라우저 기능 확장으로 사용했다. 마이크로소프트는 인터넷 관련 OLE 일부를 액티브X로 변경했지만, 마이크로소프트 오피스의 복합 문서 기술은 예외였다.

1996년 후반, 마이크로소프트는 DCOM을 통해 COM을 네트워크로 확장했다.^[6]

COM은 객체 지향적 프로그램 개발 및 배치를 위한 인터페이스 및 런타임 프레임워크이다. 전역 고유 식별자(GUID)를 사용하여 실행 중 타입을 개별 식별 및 지정하며, 각 COM 타입에는 실행 시 식별을 위한 GUID가 할당된다.^[35]

COM은 타입 라이브러리를 통해 컴파일 및 실행 시간에 타입 정보를 제공하여 객체 간 상호 동작을 지원하는 동적 프레임워크이다.

COM에서 클래스는 '''코클래스'''(coclass)라고 불리며, 언어 독립적인 클래스 정의 수단이다. 코클래스는 하나 이상의 인터페이스를 구현하며, C++, Visual Basic 등 COM을 지원하는 프로그래밍 언어로 구현할 수 있다.^[35] 각 코클래스는 클래스 ID (CLSID) 또는 ProgID로 식별된다. 클래스 ID는 GUID를 사용하며, ProgID는 "프로그램명.컴포넌트.버전" 형태의 문자열이다. ProgID는 필수가 아니며, 버전 지정이 없는 경우 컴퓨터마다 다른 CLSID를 가질 수 있다.^[35]

COM은 구현과 인터페이스를 분리하여 다형성을 실현한다. 즉, 하나의 인터페이스에 대해 여러 구현을 제공하고, 응용 프로그램이 이를 선택하여 동일하게 조작할 수 있게 한다.^[36]

윈도에서 COM 클래스, 인터페이스, 타입 라이브러리들은 GUID로써 레지스트리에 저장된다. COM 라이브러리는 레지스트리를 사용하여 COM 오브젝트들의 로컬 라이브러리를 찾거나 원격 서비스의 네트워크 위치를 찾는다.^[37]

COM 객체는 객체 수명 관리를 위해 참조 카운팅을 사용한다. 객체의 참조 카운트는 `IUnknown` 인터페이스의 `AddRef` 및 `Release` 메서드를 통해 클라이언트에서 제어하며, 참조 카운트가 0이 되면 자체 메모리를 해제한다.^[40]

COM 객체는 클래스 팩토리를 통해 생성되며, 이는 객체 생성에 대한 표준화된 방식을 제공한다.^[35] 각 COM 객체는 고유한 클래스 ID (GUID)를 가지며, 자신의 클래스 팩토리를 통해 인스턴스화된다. 클래스 팩토리는 `IClassFactory` 인터페이스를 구현하는 COM 객체로, 다른 객체들을 생성하는 역할을 담당한다.

COM 컴포넌트는 타입 라이브러리를 사용하여 자기 자신에 대한 정보를 기록한다. 타입 라이브러리는 컴포넌트의 CLSID, 구현 인터페이스의 IID 및 각 인터페이스에 선언된 메서드 정보 등을 포함하며, 비주얼 베이직 및 비주얼 스튜디오 같은 RAD 툴들을 통해 COM 컴포넌트를 사용하는 프로그래머들을 돕는 데 사용된다.

COM 프로그래머는 COM 환경 시작 및 종료, COM 오브젝트 인스턴스화 및 참조 횟수 관리, 버전 정보 쿼리, 개선된 버전 오브젝트 활용 또는 기능 축소 동작을 코딩해야 한다.^[13] COM은 언어 독립적인 바이너리 표준이므로, 바이너리 인터페이스에 접근 가능한 모든 프로그래밍 환경에서 객체를 사용할 수 있다.

COM 클라이언트 소프트웨어는 COM 하위 시스템 활성화, COM 객체 인스턴스화, 참조 횟수 계산, 지원 인터페이스 쿼리를 수행한다.

COM은 "언어 독립적인"(language-agnostic) 또는 "언어 비의존적"(language-independent)인 바이너리 표준이며, 타입 라이브러리(바이너리로 정의된 데이터형과 인터페이스를 해석하는 기능)를 구현할 수 있다면 어떤 프로그래밍 언어로도 개발할 수 있다.

COM 객체는 동일 프로세스 내(인 프로세스), 프로세스 경계 넘어(아웃 오브 프로세스), 네트워크 통해 원격(DCOM)으로 투명하게 생성 및 사용될 수 있다. 아웃 오브 프로세스 및 원격 객체는 프로세스 또는 네트워크 경계 넘어 메서드 호출 및 반환 값을 직렬화하기 위해 마샬링을 사용한다. 이 마샬링은 로컬 인 프로세스 객체처럼 객체에 접근하는 클라이언트에게는 보이지 않는다.^[1]

COM 오브젝트 인스턴스화 및 참조는 프로세스 내, 컴퓨터 내 프로세스 경계 넘어, DCOM 기술 이용해 네트워크 통해 원격으로 이루어질 수 있다. 프로세스 경계 넘거나 원격 사용 오브젝트들은 마샬링 사용하여 메서드 호출 보내고 결과 받는다. 마샬링은 투명하게 동작하여 오브젝트 및 해당 오브젝트 사용 코드에서는 보이지 않는다.^[2]

COM은 '''아파트먼트''' 모델을 사용하여 스레딩을 처리한다. 아파트먼트는 하나 이상의 COM 컴포넌트를 포함할 수 있는 논리적 컨테이너이다. COM에는 단일 스레드 아파트먼트 (STA), 멀티 스레드 아파트먼트 (MTA), 스레드 중립 아파트먼트 (NA)의 세 가지 유형이 있다. 각 아파트먼트는 스레드 동기화 메커니즘을 나타내며, 객체와 스레드는 하나의 아파트먼트에 속한다.

4. 1. 인터페이스

• `AddRef()`, `Release()`: 참조 카운팅을 구현하여 인터페이스의 수명을 관리한다.
• `QueryInterface()`: 인터페이스 ID (IID)를 사용하여 컴포넌트로부터 원하는 인터페이스를 얻는다. C++의 `dynamic_cast<>` 또는 D, 자바, C#의 캐스트와 유사한 역할을 수행한다.

• 반사적 특성: `QueryInterface()`를 호출하여 인터페이스를 얻을 때 항상 동일한 인스턴스에서 인터페이스를 반환해야 한다.
• 대칭적 특성: 인터페이스 B를 인터페이스 A의 `QueryInterface()`를 통해 얻었다면, 인터페이스 A 역시 인터페이스 B로부터 얻을 수 있어야 한다.
• 추이적 특성: 인터페이스 B를 인터페이스 A로부터 얻을 수 있고, 인터페이스 C를 인터페이스 B로부터 얻을 수 있다면, 인터페이스 C는 인터페이스 A로부터 얻을 수 있어야 한다.

4. 2. 클래스 (Coclass)

• 클래스 ID는 GUID를 사용한 표현이다. 일반적으로 각 코클래스에 대해 클래스 ID를 하나 할당한다. 다만, 호환성을 위해 구 버전의 클래스 ID에 신 버전의 코클래스 구현을 등록하여 결과적으로 복수 클래스 ID가 동일한 코클래스를 가리키는 경우도 있다.
• ProgID는 문자열 표현이다. `InternetExplorer.Application`이나 `Msxml2.DOMDocument.6.0` 등 "프로그램명.컴포넌트.버전" (버전은 필수 아님)이라는 규칙이다^[35]。ProgID는 필수 사항은 아니며, 코클래스에 따라 ProgID를 가지지 않는 경우도 있다.

4. 3. 인터페이스 정의 언어 (IDL)와 타입 라이브러리

coclass MyObject

{

[default] interface IMyObject;

[default, source] dispinterface _IMyObjectEvents;

};

5. COM에 대한 비판

COM은 구현이 복잡하여 프로그래머들이 "플러밍(plumbing)" 문제 등으로 어려움을 겪을 수 있다.

5. 1. 복잡성

5. 2. 환경 초기화

5. 3. 메시지 펌핑

5. 4. 참조 카운팅

5. 5. DLL 지옥

참조

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_[2] 웹사이트 Plug-ins and Microsoft's COM https://developer.ap[...] Apple Inc. 2010-10-05
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_[5] 웹사이트 Code Execution Technique Takes Advantage of Dynamic Data Exchange https://securingtomo[...] 2017-10-27
_[6] 간행물 draft-brown-dcom-v1-spec-03 - Distributed Component Object Model Protocol -- DCOM/1.0 https://datatracker.[...] 2019-08-29
_[7] 웹사이트 Runtime Callable Wrapper http://msdn.microsof[...] 2023-04-19
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_[44] 문서 The Thread Neutral Apartment allows different threads, none of which is necessarily dedicated to calling methods on the object, to make such calls.
_[45] 문서 The only proviso is that all methods on the object must be serially reentrant.
_[46] 문서 등록이 필요없는 COM