C 語言實現 COM 介面 IFoo（二）：類別工廠與模組分離

編輯：關於C語言

前言：從耦合到解耦

上一篇實作的 IFoo 介面與客戶端緊耦合，未分離實作模組，違背模組化原則。本篇引入類別工廠，實現介面實作與使用的完全分離。

類別工廠的核心價值

雖然 CoCreateInstance 讓客戶端無需感知類別工廠即可建立物件，但類別工廠提供兩大關鍵能力：

間接建立物件，降低重複開銷：客戶端可持有類別工廠介面指標，反覆呼叫 CreateInstance 建立多個物件，避免每次定位並載入 DLL 的開銷。
鎖定 DLL 留駐記憶體：透過 LockServer 維護 DLL 級計數器。計數器非零時 DLL 不被卸載。這與物件級的參考計數（AddRef/Release 控制物件生命週期）形成互補：LockServer 一次 ≈ 建立一個物件對 DLL 留駐的貢獻。

雙方視角的資訊需求

客戶端	服務端（組件實作方）
介面 IID 類別/類別工廠 CLSID/ProgID 介面函式原型執行緒模型型別庫資訊	客戶端所需所有資訊 + DLL 導出函式（`DllGetClassObject` 等） + 註冊資訊（.reg） + 模組定義檔

實戰踩坑：`DllGetClassObject` 導出與連結錯誤

嘗試在 outdll.c 直接用 __declspec(dllexport) 修飾 DllGetClassObject 導致 C2375 錯誤：重新定義，連結屬性不同。原因在於 objbase.h 已宣告該函式為 STDAPI（隱含 extern "C" 與特定呼叫慣例），直接加 dllexport 衝突。解決方案：改用 .def 模組定義檔導出，避免衝突。

記憶體洩漏排查：類別工廠參考計數之謎

初次執行發現類別工廠物件記憶體未釋放。分析 DllGetClassObject 流程：

首次呼叫 → CreateClassFactory 建立工廠，參考計數 = 1。
隨即呼叫 QueryInterface → 計數變 2。
返回客戶端，客戶端單次 Release 只能降至 1，物件無法釋放。

根因：CreateClassFactory 內部為了取得介面指標，刻意 QueryInterface (+1) 再 Release (-1) 抵銷，但此舉導致 DllGetClassObject 再次 QueryInterface 時計數變 2。

修正策略

在 DllGetClassObject 中，首次建立工廠時，若請求介面為 IClassFactory，直接回傳指標並設定計數為 1，避免額外 QueryInterface；若請求其他介面則釋放工廠並返回失敗。後續呼叫走正常 QueryInterface 流程。

HRESULT DllGetClassObject(REFCLSID rclsid, REFIID riid, void **ppv) {
    *ppv = 0;
    if (IsEqualCLSID(rclsid, &CLSID_Outside)) {
        if (!vpcfOutside) {
            HRESULT hr = CreateClassFactory(&CLSID_Outside, CreateOutside,
                                           &IID_IClassFactory, &vpcfOutside);
            if (hr != NOERROR) return hr;
            // 首次建立，直接處理 IClassFactory 請求
            if (IsEqualIID(riid, &IID_IClassFactory)) {
                *ppv = vpcfOutside;
                return NOERROR;
            } else {
                Release(vpcfOutside); // 不支援的介面，釋放工廠
                return E_FAIL;
            }
        }
        return QueryInterface(vpcfOutside, riid, ppv); // 非首次，正常 QI
    }
    return E_FAIL;
}

修正後記憶體正常釋放。

`CreateClassFactory` 參考計數管理細節

HRESULT CreateClassFactory(...) {
    ClassFactory *this;
    HRESULT hr;
    *ppv = 0;
    if (hr = Alloc(sizeof(ClassFactory), &this)) return hr;
    this->icf.lpVtbl = &vtblClassFactory;
    this->cRef = 1;               // 初始計數 = 1
    this->pfnCreate = pfnCreate;
    hr = QueryInterface(&this->icf, riid, ppv); // QI 使計數 = 2
    Release(&this->icf);          // Release 使計數回到 1
    return hr;
}

此處 AddRef/Release 看似抵銷，但 Release 提供了釋放記憶體的機會（計數歸零時）。若中間 QueryInterface 失敗（如介面不支援），缺少這對呼叫會導致記憶體永不釋放。因此成對呼叫是安全防線。