Red Creation Technology Blog: Java/c#/powershell等各类语言在windows上调用com组件

1993年: COM 首次作为 OLE 2.0 的一部分被引入. 这个版本的 OLE 主要用于文档的链接和嵌入, 如微软的 Word 和 Excel 这样的应用程序可以互相嵌入对象.
1996年: 随着互联网的兴起, COM 扩展为 ActiveX, 用于支持互联网浏览器中的交互式内容. ActiveX 允许网页嵌入可以在 Windows 系统上执行的小程序, 增强了网页的多媒体和交互性功能.
1990年代末: Distributed COM(DCOM)被引入, 它扩展了 COM 的能力, 允许不同计算机上的组件通过网络进行交互. 这是对 COM 进行的一种重要扩展, 使其可以支持分布式计算.

优点是协议标准, 支持不同语言的调用.

主要缺点是client和server必须处于同一个架构下(server是32位, client也必须是32位). 如果要调用32位的com服务, 写的应用也必须在32位下. 此外:

内存管理：COM使用引用计数来管理对象的生命周期，而.NET则使用垃圾回收。
类型系统：COM使用v-tables来实现接口，而.NET则使用更复杂的类型系统。

使用powershell(调试非常方便, 配合使用)

powershell使用com组件

关于与 COM (组件对象模型) 相关的操作, 以下是调试过程中的一些汇总, 主要用于过程调试, 还是很方便的.

作为一种RPC调用, com客户端的体系结构必须和server端一致, 所以我们也只能使用32位的powershell, 这个powershell的位置在: %SystemRoot%\SysWOW64\WindowsPowerShell\v1.0\powershell.exe

创建 COM 对象 :
- $h = New-Object -ComObject CCHMIRUNTIME.HMIRuntime: 通过此命令创建wincc运行时 CCHMIRUNTIME.HMIRuntime 的 COM 对象, 用于与 WinCC 运行时环境进行交互.
访问和操作屏幕元素:
- $h.Screens["StartPicture"].ScreenItems["@ICM"].Visible = $true: 设置屏幕元素的可见性为真(显示). 此命令用于控制界面上的特定元素的显示状态.
读取和写入标签值:
- $h.Tags["Z8U1A5000.S01"].Read(): 读取名为 "Z8U1A5000.S01" 的标签的当前值.
- $h.Tags["Z8U1A5000.S01"].Write(100): 将名为 "Z8U1A5000.S01" 的标签的值设置为 100.
处理 COM 对象的属性和方法:
- $h.Screens["StartPicture"].ScreenItems["@ICM"].Visible: 获取名为 "@ICM" 的屏幕项在 "StartPicture" 屏幕上的可见性属性.
- $h.Tags["SIP.CW"].Write(1): 向名为 "SIP.CW" 的标签写入值 1.
关闭和释放 COM 对象:
- System.Runtime.InteropServices.Marshal]::ReleaseComObject($h): 释放已创建的 COM 对象, 以确保资源被正确清理, 避免内存泄漏.

这些操作展示了如何通过 PowerShell 脚本与 COM 对象交互, 实现对应用程序或设备的控制和数据管理. 这在自动化任务和集成外部系统或设备时特别有用.

调试中发现com读写的异常会导致powershell崩溃, 而且这个异常无法捕获.

此外, 操作Office组件还是非常方便的, 很有趣味.

# 打开word
$Word = New-Object -ComObject Word.Application
$Word.Visible = $true  # 使 Word 窗口可见

# 添加文本到文档
$Selection = $Word.Selection
$Selection.TypeText("这是第一行文本")
$Selection.TypeParagraph()  # 添加新的一段

$Selection.TypeText("这是第二行文本")
$Selection.TypeParagraph()  # 添加新的一段

# 保存文档到特定目录
$Document.SaveAs("C:\Your\Specific\Directory\Document.docx")

# 关闭
$Document.Close()
$Word.Quit()

# 释放资源
[System.Runtime.Interopservices.Marshal]::ReleaseComObject($Document) | Out-Null
[System.Runtime.Interopservices.Marshal]::ReleaseComObject($Word) | Out-Null
[System.GC]::Collect()
[System.GC]::WaitForPendingFinalizers()

Java生态中的com调用(clojure版, 调试的中间版本)

是一个有趣的探索过程, 但是也有很多限制, 特别是由于拿不到com的元数据, 不论是函数调用还是属性访问都没有提示, 需要不断手工尝试. 而且字节序问题需要解决.

只能是32位的jvm
使用jacbo这个库来实现

项目组织

增加项目对 jacob.jar 的依赖
jacob-1.21-x86.dll 放到项目的classpath, 保证可以引用到.

示例代码

读写tag

(ns clj-scheduler.wincc-variables
  (:require
   [taoensso.timbre :refer [error]])
  (:import
   (com.jacob.activeX ActiveXComponent)
   (com.jacob.com Dispatch Variant)))

(defn x86? []
  (= "32"
     (System/getProperty "sun.arch.data.model")))

(defn create-wincc-instance' []
  (if (x86?)
    (ActiveXComponent. "CCHMIRUNTIME.HMIRuntime")
    (error "当前系统64位, wincc执行不会执行")))

(def create-wincc-instance (memoize create-wincc-instance'))

(defn get-tags' [wincc]
  (when wincc
    (.toDispatch (.getProperty wincc "Tags"))))

(def get-tags (memoize get-tags'))

(defn get-tag' [tags name]
  (when tags
    (.toDispatch (Dispatch/call tags "Item" (into-array String [name])))))

(def get-tag (memoize get-tag'))

(defn read-tag [name]
  (some-> (create-wincc-instance)
          (get-tags)
          (get-tag name)
          (Dispatch/call "Read")))

(defn write-tag [name value]
  (some-> (create-wincc-instance)
          (get-tags)
          (get-tag name)
          (Dispatch/call "Write" (into-array [(Variant. value)]))))

(defn- tag-value [name]
  (-> (create-wincc-instance)
      (get-tags)
      (get-tag name)
      (read-tag)))

wincc控件交互

(ns clj-scheduler.wincc-utils
  "提供wincc对外操作的工具
  1. phase对应弹窗的显示, 隐藏
  2. phase命令的下发"
  (:require [clj-scheduler.wincc-variables :refer [read-tag write-tag create-wincc-instance]]
            [clojure.string :as str]
            [taoensso.timbre :refer [info error] :as timbre])
  (:import [com.jacob.activeX ActiveXComponent]
           [com.jacob.com Dispatch Variant]))

(defn get-activex-prop "获取属性, 作为activex控件返回"
  [parent prop]
  (.getPropertyAsComponent parent prop))

(defn get-activex-item "`parent`控件成员中的`index`对应的item, 作为active控件返回"
  [parent index]
  (when parent
    (ActiveXComponent.
     (.toDispatch (Dispatch/call
                   parent
                   "Item"
                   (into-array [(Variant. index)]))))))


(defn set-property "设置`activex-obj`控件的属性`prop`对应的`value`"
  [^ActiveXComponent activex-obj ^String prop value]
  (when activex-obj
    (.setProperty activex-obj prop (Variant. value))))

(defn get-property "获取`activex-obj`空间对应的`prop`的值"
  [^ActiveXComponent activex-obj prop]
  (.getPriority activex-obj prop))

(defn screen-item-icm
  "var PW = hmi.Screens[\"StartPicture\"].ScreenItems[\"@ICM\"];
   获取`@ICM`对应的activex组件"
  []
  (some-> (create-wincc-instance)
          (get-activex-prop "Screens")
          (get-activex-item "StartPicture")
          (get-activex-prop "ScreenItems")
          (get-activex-item "@ICM")))

(defn show-phase-widget
  "显示ActiveX组件, 在行为上对应`phase-name`的弹窗"
  [tag phase-name]
  (let [;;var-name (str phase-name ".S01")
        ^ActiveXComponent icm (screen-item-icm)]
    (info (format "显示ActiveX组件, tag: %s, phase-name: %s" tag phase-name))
    ;;(write-tag var-name 3)
    (.setProperty  icm "Visible" true)
    (.setProperty  icm "TagPrefix" tag)
    (.setProperty  icm "ScreenName" "TPL_EPH_Overview")
    (.setProperty  icm "CaptionText" phase-name)
    (write-tag "TPL_Device_description" phase-name)
    (write-tag "TPL_Device_tag" tag)))

(defn hide-phase-widget
  "隐藏ActiveX组件, 在行为上对应`phase-name`的弹窗"
  []
  (let [^ActiveXComponent icm (screen-item-icm)]
    (.setProperty  icm "Visible" false)))

c#中的使用(最终在项目中使用的方案)

只能是32位应用, 必须手动指定项目的版本为x86, 即在 .csproj 中设定 <PlatformTarget>x86</PlatformTarget>
dotnet5 以后其实并不能直接调用com组件, 需要自动或者手动的使用来生成 interop dll.
tlbimp.exe "c:\path\to\comlibrary\example.dll" /out:"c:\output\Interop.Example.dll"
tlbimp 将元数据转换成等效的 .NET 元数据. 在此过程中, 它会生成类型库中定义的接口, 类, 枚举等类型的定义.
真正添加的依赖是 Interop.xxx.dll,

示例代码

CCHMIRUNTIME.HMIRuntime hmi = new CCHMIRUNTIME.HMIRuntime();
// Read
var value = hmi!.Tags[TagName].Read().ToString();
// Write
hmi.Tags[TagNmae].Write(value);
// 控制窗体
var icm = hmi.Screens["StartPicture"].ScreenItems["@ICM"];
// 动态属性必须使用dynamic
dynamic dicm = hmi.Screens["StartPicture"].ScreenItems["@ICM"];
// 静态属性
icm.Visible = true;
// 动态属性
dicm.TagPrefix = tag;
dicm.ScreenName = "TPL_EPH_Overview";
dicm.CaptionText = phaseName;
// ...

底层异常处理

在.NET 4.0之后, CLR将会区别出一些异常(都是SEH异常), 将这些异常标识为破坏性异常(Corrupted State Exception). 针对这些异常, CLR的catch块不会捕捉这些异常. SEH异常通常是非托管代码抛出的. 例如: 调用c和c++的lib和dll库, 都是非托管的. 如果不做配置, 内存访问异常会导致程序崩溃, 调研发现在dotnet4 底层的异常捕获是关闭的, 配置在 app.config

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration>
    <runtime>
        <legacyCorruptedStateExceptionsPolicy enabled="true"/>
    </runtime>
</configuration>

最后, 我们项目中使用了c#的解决方案.

参考链接

Tags: clojure java windows

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Java/c#/powershell等各类语言在windows上调用com组件

使用场景

com组件的介绍

使用powershell(调试非常方便, 配合使用)

powershell使用com组件

Java生态中的com调用(clojure版, 调试的中间版本)

项目组织

示例代码

c#中的使用(最终在项目中使用的方案)

示例代码

底层异常处理

参考链接

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