以 Delphi 撰寫 Neutral 執行緒模型的 COM+ 元件

作者：蔡煥麟 (huanlin_tsai@yahoo.com)
日期：Feb-1-2001

簡介

目前坊間關於 COM+ 的中英文書籍可說是琳瑯滿目，相信很多人都已經知道 Windows2000 增加了一種叫做 Neutral Apartment 的執行緒模型，但是卻沒有人介紹如何以 Delphi 5 來撰寫這類元件，這篇文章會的目的就是希望能把這部分的學習心得與各位分享。閱讀這篇文章時，你應該具備以下知識或技能：

Neutral Apartment 執行緒模型

Windows NT4 支援的執行緒模型有 Single，Apartment（Single Threaded Apartment, STA）及 Free（Multi-threaded apartment, MTA），Delphi 5 也直接支援這些執行緒模型。而 Windows2000 加入了新的 Neutral Apartment（NA），這種新的執行緒模型可以讓你設計出來的元件真的享有 object pooling（物件集區）的好處－－這麼說，難道我們目前所撰寫的元件都沒有用到 object pooling？

幾乎是的。首先，object pooling 在 MTS 2.0 中並沒有提供，也就是必須在 Windows2000 平台才有；其次，平常我們以 Delphi 5 或 VB6 所撰寫的元件絕大部分都是使用 STA 執行緒模型（VB6 只支援 STA），而 STA 無法使用 object pooling，只有 MTA 和 NA 才有支援 object pooling，但是 MTA 執行緒的元件在實作上比較複雜，所以在 Windows2000 平台上採用 NA 執行緒模型會是比較好的選擇。Delphi 5 雖然沒有直接支援 NA，但是透過繼承現有的類別再加上一些程式碼，就可以設計出具有 object pooling 功能的元件，稍後你就會看到，這項任務並不困難。

關於 Neutral Apartment，你可以看看微軟的 MSDN 網站怎麼說。

Object Pooling

在動手之前，我想應該先解釋一下什麼是 object pooling，以及為什麼要使用它。Object pooling 的目的是希望在大量用戶端存取的情況下，縮短元件在建立及初始化所需要的時間。在分散式運算環境中，object pooling 可以有效的降低應用程式伺服器的負荷，並且加快應用程式伺服器對用戶端的回應時間，因為當物件被用完以後會被放入"物件池"裡面，等下次要使用時就不再重新建立，只是從物件池裡面取出來用，所以能夠省下建立物件的時間。但是請記住，object pooling 不是萬靈丹，它不會讓原本就跑得像烏龜的系統在效能上有戲劇性的進展，你在設計元件時就要先思考哪些元件需要，哪些元件不需要 object pooling。如果元件在建立及初始化時必須花費較多的系統資源及時間，你才能夠明顯的感受到 object pooling 的好處。

關於 Object pooling 如何增進效能的進一步資料，可以到微軟的 MSDN 網站看看。

撰寫元件

有了基礎概念後，我們可以開始進入實作階段了。先啟動 Delphi，點選 File | New，然後在 New Items 對話盒中切換到 ActiveX 頁夾，點選 ActiveX Library，然後按一下 Ok 鈕。這時候你可以先存檔並且將專案命名為 D5Neutral.dpr。

再次點選 File | New，然後在 New Items 對話盒中切換到 Multi-tier 頁夾，點選 MTS Object，然後按一下 Ok 鈕。接下來會出現 New MTS object 對話盒，CoClassName（類別名稱）輸入 "NeutralObj"，按一下 Ok 鈕，然後存檔並且將單元命名為 D5NeutralImpl.pas。

現在，我們要撰寫一個新的類別工廠（呃....類別工廠，簡單的說就是建立元件的元件，如果你想進一步了解的話，請閱讀文後所附的參考資料）。這個類別工廠主要的工作在於修改視窗的註冊資料庫（registry）以將元件的執行緒模型登錄成為 "Neutral"。做法是 New 一個 Unit，然後撰寫程式碼如下（這個程式碼片段的原始作者是 Max Alexeyev ）：

unit NAObjFac;

interface

uses
  ActiveX, MtsObj, Mtx, ComObj, StdVcl;

type
  TNeutralAutoObjectFactory = class(TAutoObjectFactory)
  private
    FNeutralApartment: Boolean;
  public
    constructor Create(ComServer: TComServerObject; AutoClass: TAutoClass;
    const ClassID: TGUID; Instancing: TClassInstancing;
      ThreadingModel: TThreadingModel = tmSingle;
      ANeutralApartment: Boolean = False);
    procedure UpdateRegistry(Register: Boolean); override;
  end;


implementation

uses ComServ;

{ TNeutralAutoObjectFactory }

constructor TNeutralAutoObjectFactory.Create(ComServer: TComServerObject;
  AutoClass: TAutoClass; const ClassID: TGUID;
  Instancing: TClassInstancing; ThreadingModel: TThreadingModel;
  ANeutralApartment: Boolean);
begin
  inherited Create(ComServer, AutoClass, ClassID, Instancing, ThreadingModel);
  FNeutralApartment := ANeutralApartment;
end;

procedure TNeutralAutoObjectFactory.UpdateRegistry(Register: Boolean);
var
  sClassID, sServerKeyName: string;
begin
  inherited UpdateRegistry(Register);
  if Register and FNeutralApartment then
  begin
    if Instancing = ciInternal then
      Exit;
    sClassID := GUIDToString(ClassID);
    sServerKeyName := 'CLSID\' + sClassID + '\' + ComServer.ServerKey;
    if (ThreadingModel <> tmSingle) and IsLibrary then
      CreateRegKey(sServerKeyName, 'ThreadingModel', 'Neutral');
  end;
end;

end.

然後把 D5NeutralImpl.pas 的 initialization 區段中原本由 Delphi 幫你產生的程式碼：

  TAutoObjectFactory.Create(ComServer, TNeutralObj, Class_NeutralObj,
    ciMultiInstance, tmApartment);

改成這樣：

  TNeutralAutoObjectFactory.Create(ComServer, TNeutralObj, Class_NeutralObj,
    ciMultiInstance, tmApartment, True);

為了實驗看看 object pooling 確實有發揮作用，請在 TNeutralObj 裡面改寫 Initialize 方法，我在裡面加入了延遲約三秒鐘的程式碼：

procedure TNeutralObj.Initialize;
  procedure Delay(lMilliSeconds: longint);
  var
    lStart: longint;
  begin
    lStart := GetTickCount;
    while longint(GetTickCount) - lStart <= lMilliSeconds do
      Application.ProcessMessages;
  end;
begin
  inherited;
  Delay(3000);
end;

最後，加入一個簡單的 GetName 方法：

function TNeutralObj.GetName: string;
begin
  Result := 'TNeutralObj.GetName';
  SetComplete;
end;

請記得 COM+ 元件的方法在結束之前必須呼叫 SetComplete 或 SetAbort 才能將元件所佔用的資源釋放掉。

設定元件組態

將元件編譯連結，並且註冊，你可以利用 Delphi 的 IDE 提供的 Run | Install MTS Object 來註冊，或者使用〔元件服務〕管理工具來註冊元件。完了嗎？不，元件註冊完成後，只是具備了 object pooling 的功能，但是還沒啟用，你必須使用〔元件服務〕為元件啟用這項功能。做法是，在元件名稱上面點一下滑鼠右鍵，選內容，接著切換到〔啟動〕頁夾，將 "啟用物件集區" 打勾，"集區最小為" 輸入 2（也就是第一次建立時就在集區裡面建立 2 個物件）， "啟用 Just In Time 啟動" 也必須打勾。參考下圖：

元件的部分到這裡就大功告成了，接下來你可以撰寫一個用戶端程式，建立並呼叫此元件的方法，以實際觀察第一次建立元件和之後建立元件所需的時間相差多少，在我的機器上執行的結果是，第一次呼叫元件的方法時需要 3 秒多，第二次以後就只需要 0.1 秒左右 。撰寫用戶端程式的這個部份就不贅述了，您可以下載完整的範例程式回去試試看。

下載範例程式（解開 zip 檔之後，請以 Delphi 開啟 BuildAll.bpg）

結語

簡單與功能強大經常是相互衝突的，以往程式員為了避免撰寫複雜的 MTA 程式碼，而選擇執行效率比較差的 STA，現在由於 Neutral Apartment 的出現終於有了一個最好的選擇。希望透過本文的介紹及實作練習之後，各位也能很輕易的以 Delphi 5 設計出具備 object pooling 的 COM+ 元件，並且對於如何改善分散式應用程式的執行效率有更多的認識。

參考資料

http://geocities.datacellar.net/huanlin_tsai/

　

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