Návod: Použití Concurrency Runtime v aplikaci s podporou modelu COM

Tento dokument ukazuje použití modulu Concurrency Runtime v aplikaci, která používá model COM (Component Object Model).

Požadavky

Před zahájením tohoto návodu si přečtěte následující dokumenty:

• Paralelismus úkolu

• Paralelní algoritmy

• Asynchronní agenti

• Zpracování výjimek

Další informace o modelu COM naleznete v tématu Model com (Component Object Model).

Správa životního cyklu knihovny modelu COM

I když použití modelu COM s modulem Concurrency Runtime se řídí stejnými principy jako jakýkoli jiný mechanismus souběžnosti, následující pokyny vám můžou pomoct tyto knihovny efektivně používat společně.

• Vlákno musí před použitím knihovny COM volat CoInitializeEx .

• Vlákno může volat CoInitializeEx vícekrát, dokud každému volání poskytuje stejné argumenty.

• Pro každé volání CoInitializeExmusí vlákno také volat CoUninitialize. Jinými slovy, volání a CoInitializeExCoUninitialize musí být vyvážená.

• Chcete-li přepnout z jednoho vlákna na druhý, vlákno musí zcela uvolnit knihovnu COM před voláním CoInitializeEx s novou specifikací vláken.

Jiné principy modelu COM platí při použití modelu COM s modulem Concurrency Runtime. Například aplikace, která vytvoří objekt v jednovláknovém bytě (STA) a zařadí tento objekt do jiného bytu, musí také poskytnout smyčku zpráv pro zpracování příchozích zpráv. Nezapomeňte také, že zařazování objektů mezi apartmány může snížit výkon.

Používání modelu COM s knihovnou PPL

Při použití modelu COM s komponentou v knihovně PPL (Parallel Patterns Library), například skupině úloh nebo paralelním algoritmus, volání CoInitializeEx před použitím knihovny COM během každého úkolu nebo iterace a volání CoUninitialize před dokončením každého úkolu nebo iterace. Následující příklad ukazuje, jak spravovat životnost knihovny COM pomocí concurrency::structured_task_group objektu.

structured_task_group tasks;

// Create and run a task.
auto task = make_task([] {
   // Initialize the COM library on the current thread.
   CoInitializeEx(NULL, COINIT_MULTITHREADED);

   // TODO: Perform task here.

   // Free the COM library.
   CoUninitialize();
});   
tasks.run(task);

// TODO: Run additional tasks here.

// Wait for the tasks to finish.
tasks.wait();

Musíte se ujistit, že je knihovna COM správně uvolněna, pokud je zrušen úkol nebo paralelní algoritmus nebo když tělo úkolu vyvolá výjimku. Chcete-li zaručit, že úloha volá CoUninitialize před ukončením, použijte try-finally blok nebo model RAII (Resource Acquisition Is Initialization ). Následující příklad používá try-finally blok k uvolnění knihovny COM při dokončení nebo zrušení úkolu nebo při vyvolání výjimky.

structured_task_group tasks;

// Create and run a task.
auto task = make_task([] {
   bool coinit = false;            
   __try {
      // Initialize the COM library on the current thread.
      CoInitializeEx(NULL, COINIT_MULTITHREADED);
      coinit = true;

      // TODO: Perform task here.
   }
   __finally {
      // Free the COM library.
      if (coinit)
         CoUninitialize();
   }      
});
tasks.run(task);

// TODO: Run additional tasks here.

// Wait for the tasks to finish.
tasks.wait();

Následující příklad používá vzor RAII k definování CCoInitializer třídy, která spravuje životnost knihovny COM v daném oboru.

// An exception-safe wrapper class that manages the lifetime 
// of the COM library in a given scope.
class CCoInitializer
{
public:
   explicit CCoInitializer(DWORD dwCoInit = COINIT_APARTMENTTHREADED)
      : _coinitialized(false)
   {
      // Initialize the COM library on the current thread.
      HRESULT hr = CoInitializeEx(NULL, dwCoInit);
      if (SUCCEEDED(hr))
         _coinitialized = true;
   }
   ~CCoInitializer()
   {
      // Free the COM library.
      if (_coinitialized)
         CoUninitialize();
   }
private:
   // Flags whether COM was properly initialized.
   bool _coinitialized;

   // Hide copy constructor and assignment operator.
   CCoInitializer(const CCoInitializer&);
   CCoInitializer& operator=(const CCoInitializer&);
};

Třídu CCoInitializer můžete použít k automatickému uvolnění knihovny COM při ukončení úkolu následujícím způsobem.

structured_task_group tasks;

// Create and run a task.
auto task = make_task([] {
   // Enable COM for the lifetime of the task.
   CCoInitializer coinit(COINIT_MULTITHREADED);

   // TODO: Perform task here.

   // The CCoInitializer object frees the COM library
   // when the task exits.
});
tasks.run(task);

// TODO: Run additional tasks here.

// Wait for the tasks to finish.
tasks.wait();

Další informace o zrušení v modulu Concurrency Runtime naleznete v tématu Zrušení v PPL.

Používání modelu COM s asynchronními agenty

Při použití modelu COM s asynchronními agenty zavolejte CoInitializeEx před použitím knihovny COM v metodě concurrency::agent::run pro vašeho agenta. Potom zavolejte CoUninitialize před vrácením run metody. Nepoužívejte rutiny správy modelu COM v konstruktoru nebo destruktoru vašeho agenta a nepřepište souběžnost::agent::start nebo concurrency::agent::agent::d one metody, protože tyto metody jsou volány z jiného vlákna než metoda run .

Následující příklad ukazuje základní třídu agenta s názvem CCoAgent, která spravuje knihovnu run COM v metodě.

class CCoAgent : public agent
{
protected:
   void run()
   {
      // Initialize the COM library on the current thread.
      CoInitializeEx(NULL, COINIT_MULTITHREADED);

      // TODO: Perform work here.
      
      // Free the COM library.
      CoUninitialize();

      // Set the agent to the finished state.
      done();
   }
};

Úplný příklad je k dispozici dále v tomto názorném postupu.

Používání modelu COM s prostými úlohami

Plánovač úloh dokumentu popisuje roli jednoduchých úloh v modulu Concurrency Runtime. Com můžete použít s jednoduchou úlohou stejně jako u jakékoli rutiny vlákna, kterou předáte CreateThread funkci v rozhraní API systému Windows. To je ukázáno v následujícím příkladu.

// A basic lightweight task that you schedule directly from a 
// Scheduler or ScheduleGroup object.
void ThreadProc(void* data)
{
   // Initialize the COM library on the current thread.
   CoInitializeEx(NULL, COINIT_MULTITHREADED);

   // TODO: Perform work here.
      
   // Free the COM library.
   CoUninitialize();
}

Příklad aplikace s podporou modelu COM

Tato část ukazuje kompletní aplikaci s podporou modelu COM, která používá IScriptControl rozhraní ke spuštění skriptu, který vypočítá n^fibonacciho číslo. Tento příklad nejprve volá skript z hlavního vlákna a pak používá PPL a agenty k souběžnému volání skriptu.

Zvažte následující pomocnou funkci, RunScriptProcedurekterá volá proceduru v objektu IScriptControl .

// Calls a procedure in an IScriptControl object.
template<size_t ArgCount>
_variant_t RunScriptProcedure(IScriptControlPtr pScriptControl, 
   _bstr_t& procedureName, array<_variant_t, ArgCount>& arguments)
{
   // Create a 1-dimensional, 0-based safe array.
   SAFEARRAYBOUND rgsabound[]  = { ArgCount, 0 };
   CComSafeArray<VARIANT> sa(rgsabound, 1U);

   // Copy the arguments to the safe array.
   LONG lIndex = 0;
   for_each(begin(arguments), end(arguments), [&](_variant_t& arg) {
      HRESULT hr = sa.SetAt(lIndex, arg);
      if (FAILED(hr))
         throw hr;
      ++lIndex;
   });

   //  Call the procedure in the script.
   return pScriptControl->Run(procedureName, &sa.m_psa);
}

Funkce wmain vytvoří IScriptControl objekt, přidá do něj kód skriptu, který vypočítá n^fibonacciho číslo a potom zavolá RunScriptProcedure funkci ke spuštění daného skriptu.

int wmain()
{
   HRESULT hr;

   // Enable COM on this thread for the lifetime of the program.   
   CCoInitializer coinit(COINIT_MULTITHREADED);
     
   // Create the script control.
   IScriptControlPtr pScriptControl(__uuidof(ScriptControl));
   
   // Set script control properties.
   pScriptControl->Language = "JScript";
   pScriptControl->AllowUI = TRUE;

   // Add script code that computes the nth Fibonacci number.
   hr = pScriptControl->AddCode(
      "function fib(n) { if (n<2) return n; else return fib(n-1) + fib(n-2); }" );
   if (FAILED(hr))
      return hr;

   // Test the script control by computing the 15th Fibonacci number.
   wcout << endl << L"Main Thread:" << endl;
   LONG lValue = 15;
   array<_variant_t, 1> args = { _variant_t(lValue) };
   _variant_t result = RunScriptProcedure(
      pScriptControl, 
      _bstr_t("fib"), 
      args);
   // Print the result.
   wcout << L"fib(" << lValue << L") = " << result.lVal << endl;

   return S_OK;
}

Volání skriptu z knihovny PPL

Následující funkce ParallelFibonaccipoužívá souběžnost::p arallel_for algoritmus k paralelnímu volání skriptu. Tato funkce používá CCoInitializer třídu ke správě životnosti knihovny COM během každé iterace úlohy.

// Computes multiple Fibonacci numbers in parallel by using 
// the parallel_for algorithm.
HRESULT ParallelFibonacci(IScriptControlPtr pScriptControl)
{
   try {
      parallel_for(10L, 20L, [&pScriptControl](LONG lIndex) 
      {
         // Enable COM for the lifetime of the task.
         CCoInitializer coinit(COINIT_MULTITHREADED);

         // Call the helper function to run the script procedure.
         array<_variant_t, 1> args = { _variant_t(lIndex) };
         _variant_t result = RunScriptProcedure(
            pScriptControl, 
            _bstr_t("fib"), 
            args);
         
         // Print the result.
         wstringstream ss;         
         ss << L"fib(" << lIndex << L") = " << result.lVal << endl;
         wcout << ss.str();
      });
   }
   catch (HRESULT hr) {
      return hr;
   }
   return S_OK;
}

Chcete-li použít ParallelFibonacci funkci s příkladem, přidejte následující kód před wmain vrácení funkce.

// Use the parallel_for algorithm to compute multiple 
// Fibonacci numbers in parallel.
wcout << endl << L"Parallel Fibonacci:" << endl;
if (FAILED(hr = ParallelFibonacci(pScriptControl)))
   return hr;

Volání skriptu z agenta

Následující příklad ukazuje FibonacciScriptAgent třídu, která volá proceduru skriptu pro výpočet n^fibonacciho čísla. Třída FibonacciScriptAgent používá předávání zpráv pro příjem vstupních hodnot z hlavního programu do funkce skriptu. Tato run metoda spravuje životnost knihovny MODELU COM v průběhu úkolu.

// A basic agent that calls a script procedure to compute the 
// nth Fibonacci number.
class FibonacciScriptAgent : public agent
{
public:
   FibonacciScriptAgent(IScriptControlPtr pScriptControl, ISource<LONG>& source)
      : _pScriptControl(pScriptControl)
      , _source(source) { }

public:
   // Retrieves the result code.
   HRESULT GetHRESULT() 
   {
      return receive(_result);
   }

protected:
   void run()
   {
      // Initialize the COM library on the current thread.
      CoInitializeEx(NULL, COINIT_MULTITHREADED);

      // Read values from the message buffer until 
      // we receive the sentinel value.      
      LONG lValue;
      while ((lValue = receive(_source)) != Sentinel)
      {
         try {
            // Call the helper function to run the script procedure.
            array<_variant_t, 1> args = { _variant_t(lValue) };
            _variant_t result = RunScriptProcedure(
               _pScriptControl, 
               _bstr_t("fib"), 
               args);
            
            // Print the result.
            wstringstream ss;         
            ss << L"fib(" << lValue << L") = " << result.lVal << endl;
            wcout << ss.str();
         }
         catch (HRESULT hr) {
            send(_result, hr);
            break;    
         }
      }

      // Set the result code (does nothing if a value is already set).
      send(_result, S_OK);

      // Free the COM library.
      CoUninitialize();

      // Set the agent to the finished state.
      done();
   }

public:
   // Signals the agent to terminate.
   static const LONG Sentinel = 0L;

private:
   // The IScriptControl object that contains the script procedure.
   IScriptControlPtr _pScriptControl;
   // Message buffer from which to read arguments to the 
   // script procedure.
   ISource<LONG>& _source;
   // The result code for the overall operation.
   single_assignment<HRESULT> _result;
};

Následující funkce vytvoří AgentFibonacciněkolik FibonacciScriptAgent objektů a používá předávání zpráv k odeslání několika vstupních hodnot těmto objektům.

// Computes multiple Fibonacci numbers in parallel by using 
// asynchronous agents.
HRESULT AgentFibonacci(IScriptControlPtr pScriptControl)
{
   // Message buffer to hold arguments to the script procedure.
   unbounded_buffer<LONG> values;

   // Create several agents.
   array<agent*, 3> agents = 
   {
      new FibonacciScriptAgent(pScriptControl, values),
      new FibonacciScriptAgent(pScriptControl, values),
      new FibonacciScriptAgent(pScriptControl, values),
   };

   // Start each agent.
   for_each(begin(agents), end(agents), [](agent* a) {
      a->start();
   });

   // Send a few values to the agents.
   send(values, 30L);
   send(values, 22L);
   send(values, 10L);
   send(values, 12L);
   // Send a sentinel value to each agent.
   for_each(begin(agents), end(agents), [&values](agent*) {
      send(values, FibonacciScriptAgent::Sentinel);
   });

   // Wait for all agents to finish.
   agent::wait_for_all(3, &agents[0]);

   // Determine the result code.
   HRESULT hr = S_OK;
   for_each(begin(agents), end(agents), [&hr](agent* a) {
      HRESULT hrTemp;
      if (FAILED(hrTemp = 
         reinterpret_cast<FibonacciScriptAgent*>(a)->GetHRESULT()))
      {
         hr = hrTemp;
      }
   });

   // Clean up.
   for_each(begin(agents), end(agents), [](agent* a) {
      delete a;
   });

   return hr;
}

Chcete-li použít AgentFibonacci funkci s příkladem, přidejte následující kód před wmain vrácení funkce.

// Use asynchronous agents to compute multiple 
// Fibonacci numbers in parallel.
wcout << endl << L"Agent Fibonacci:" << endl;
if (FAILED(hr = AgentFibonacci(pScriptControl)))
   return hr;

Kompletní příklad

Následující kód ukazuje úplný příklad, který používá paralelní algoritmy a asynchronní agenty k volání procedury skriptu, která vypočítá Fibonacci čísla.

// parallel-scripts.cpp
// compile with: /EHsc 

#include <agents.h>
#include <ppl.h>
#include <array>
#include <sstream>
#include <iostream>
#include <atlsafe.h>

// TODO: Change this path if necessary.
#import "C:\windows\system32\msscript.ocx"

using namespace concurrency;
using namespace MSScriptControl;
using namespace std;

// An exception-safe wrapper class that manages the lifetime 
// of the COM library in a given scope.
class CCoInitializer
{
public:
   explicit CCoInitializer(DWORD dwCoInit = COINIT_APARTMENTTHREADED)
      : _coinitialized(false)
   {
      // Initialize the COM library on the current thread.
      HRESULT hr = CoInitializeEx(NULL, dwCoInit);
      if (FAILED(hr))
         throw hr;
      _coinitialized = true;
   }
   ~CCoInitializer()
   {
      // Free the COM library.
      if (_coinitialized)
         CoUninitialize();
   }
private:
   // Flags whether COM was properly initialized.
   bool _coinitialized;

   // Hide copy constructor and assignment operator.
   CCoInitializer(const CCoInitializer&);
   CCoInitializer& operator=(const CCoInitializer&);
};

// Calls a procedure in an IScriptControl object.
template<size_t ArgCount>
_variant_t RunScriptProcedure(IScriptControlPtr pScriptControl, 
   _bstr_t& procedureName, array<_variant_t, ArgCount>& arguments)
{
   // Create a 1-dimensional, 0-based safe array.
   SAFEARRAYBOUND rgsabound[]  = { ArgCount, 0 };
   CComSafeArray<VARIANT> sa(rgsabound, 1U);

   // Copy the arguments to the safe array.
   LONG lIndex = 0;
   for_each(begin(arguments), end(arguments), [&](_variant_t& arg) {
      HRESULT hr = sa.SetAt(lIndex, arg);
      if (FAILED(hr))
         throw hr;
      ++lIndex;
   });

   //  Call the procedure in the script.
   return pScriptControl->Run(procedureName, &sa.m_psa);
}

// Computes multiple Fibonacci numbers in parallel by using 
// the parallel_for algorithm.
HRESULT ParallelFibonacci(IScriptControlPtr pScriptControl)
{
   try {
      parallel_for(10L, 20L, [&pScriptControl](LONG lIndex) 
      {
         // Enable COM for the lifetime of the task.
         CCoInitializer coinit(COINIT_MULTITHREADED);

         // Call the helper function to run the script procedure.
         array<_variant_t, 1> args = { _variant_t(lIndex) };
         _variant_t result = RunScriptProcedure(
            pScriptControl, 
            _bstr_t("fib"), 
            args);
         
         // Print the result.
         wstringstream ss;         
         ss << L"fib(" << lIndex << L") = " << result.lVal << endl;
         wcout << ss.str();
      });
   }
   catch (HRESULT hr) {
      return hr;
   }
   return S_OK;
}

// A basic agent that calls a script procedure to compute the 
// nth Fibonacci number.
class FibonacciScriptAgent : public agent
{
public:
   FibonacciScriptAgent(IScriptControlPtr pScriptControl, ISource<LONG>& source)
      : _pScriptControl(pScriptControl)
      , _source(source) { }

public:
   // Retrieves the result code.
   HRESULT GetHRESULT() 
   {
      return receive(_result);
   }

protected:
   void run()
   {
      // Initialize the COM library on the current thread.
      CoInitializeEx(NULL, COINIT_MULTITHREADED);

      // Read values from the message buffer until 
      // we receive the sentinel value.      
      LONG lValue;
      while ((lValue = receive(_source)) != Sentinel)
      {
         try {
            // Call the helper function to run the script procedure.
            array<_variant_t, 1> args = { _variant_t(lValue) };
            _variant_t result = RunScriptProcedure(
               _pScriptControl, 
               _bstr_t("fib"), 
               args);
            
            // Print the result.
            wstringstream ss;         
            ss << L"fib(" << lValue << L") = " << result.lVal << endl;
            wcout << ss.str();
         }
         catch (HRESULT hr) {
            send(_result, hr);
            break;    
         }
      }

      // Set the result code (does nothing if a value is already set).
      send(_result, S_OK);

      // Free the COM library.
      CoUninitialize();

      // Set the agent to the finished state.
      done();
   }

public:
   // Signals the agent to terminate.
   static const LONG Sentinel = 0L;

private:
   // The IScriptControl object that contains the script procedure.
   IScriptControlPtr _pScriptControl;
   // Message buffer from which to read arguments to the 
   // script procedure.
   ISource<LONG>& _source;
   // The result code for the overall operation.
   single_assignment<HRESULT> _result;
};

// Computes multiple Fibonacci numbers in parallel by using 
// asynchronous agents.
HRESULT AgentFibonacci(IScriptControlPtr pScriptControl)
{
   // Message buffer to hold arguments to the script procedure.
   unbounded_buffer<LONG> values;

   // Create several agents.
   array<agent*, 3> agents = 
   {
      new FibonacciScriptAgent(pScriptControl, values),
      new FibonacciScriptAgent(pScriptControl, values),
      new FibonacciScriptAgent(pScriptControl, values),
   };

   // Start each agent.
   for_each(begin(agents), end(agents), [](agent* a) {
      a->start();
   });

   // Send a few values to the agents.
   send(values, 30L);
   send(values, 22L);
   send(values, 10L);
   send(values, 12L);
   // Send a sentinel value to each agent.
   for_each(begin(agents), end(agents), [&values](agent*) {
      send(values, FibonacciScriptAgent::Sentinel);
   });

   // Wait for all agents to finish.
   agent::wait_for_all(3, &agents[0]);

   // Determine the result code.
   HRESULT hr = S_OK;
   for_each(begin(agents), end(agents), [&hr](agent* a) {
      HRESULT hrTemp;
      if (FAILED(hrTemp = 
         reinterpret_cast<FibonacciScriptAgent*>(a)->GetHRESULT()))
      {
         hr = hrTemp;
      }
   });

   // Clean up.
   for_each(begin(agents), end(agents), [](agent* a) {
      delete a;
   });

   return hr;
}

int wmain()
{
   HRESULT hr;

   // Enable COM on this thread for the lifetime of the program.   
   CCoInitializer coinit(COINIT_MULTITHREADED);
     
   // Create the script control.
   IScriptControlPtr pScriptControl(__uuidof(ScriptControl));
   
   // Set script control properties.
   pScriptControl->Language = "JScript";
   pScriptControl->AllowUI = TRUE;

   // Add script code that computes the nth Fibonacci number.
   hr = pScriptControl->AddCode(
      "function fib(n) { if (n<2) return n; else return fib(n-1) + fib(n-2); }" );
   if (FAILED(hr))
      return hr;

   // Test the script control by computing the 15th Fibonacci number.
   wcout << L"Main Thread:" << endl;
   long n = 15;
   array<_variant_t, 1> args = { _variant_t(n) };
   _variant_t result = RunScriptProcedure(
      pScriptControl, 
      _bstr_t("fib"), 
      args);
   // Print the result.
   wcout << L"fib(" << n << L") = " << result.lVal << endl;

   // Use the parallel_for algorithm to compute multiple 
   // Fibonacci numbers in parallel.
   wcout << endl << L"Parallel Fibonacci:" << endl;
   if (FAILED(hr = ParallelFibonacci(pScriptControl)))
      return hr;

   // Use asynchronous agents to compute multiple 
   // Fibonacci numbers in parallel.
   wcout << endl << L"Agent Fibonacci:" << endl;
   if (FAILED(hr = AgentFibonacci(pScriptControl)))
      return hr;

   return S_OK;
}

Příklad vytvoří následující ukázkový výstup.

Main Thread:
fib(15) = 610

Parallel Fibonacci:
fib(15) = 610
fib(10) = 55
fib(16) = 987
fib(18) = 2584
fib(11) = 89
fib(17) = 1597
fib(19) = 4181
fib(12) = 144
fib(13) = 233
fib(14) = 377

Agent Fibonacci:
fib(30) = 832040
fib(22) = 17711
fib(10) = 55
fib(12) = 144

Probíhá kompilace kódu

Zkopírujte ukázkový kód a vložte ho do projektu sady Visual Studio nebo ho vložte do pojmenovaného parallel-scripts.cpp souboru a potom v okně příkazového řádku sady Visual Studio spusťte následující příkaz.

cl.exe /EHsc parallel-scripts.cpp /link ole32.lib

Viz také

Návody pro Concurrency Runtime
Paralelismus úkolu
Paralelní algoritmy
Asynchronní agenti
Zpracování výjimek
Zrušení v knihovně PPL
Plánovač úloh