什么是 Direct X 虚拟表？

Question

我有一个关于虚拟表的问题。

据我所知，虚拟表是可以找到的函数地址数组 多态对象调用虚函数时的函数地址。

但在directx中，有人提到dx vtable，即d3d9.dll的表 的导入函数地址数组。

为什么他们将导入函数地址数组调用为directx vtable？ 它似乎与 vtable 无关。

我的知识有误吗？我可以详细了解 vtable 吗？ 谢谢！

Answer 1

从 DLL 导出 COM 对象时，通常有两个部分在起作用。首先是“工厂”。工厂可以是从 DLL 导出的标准 C 可调用函数（Direct3D 就是这种情况），也可以是在系统注册表中注册的类，在这种情况下，您将使用CoCreateInstance 创建 COM 接口实例。第一个示例是创建 Direct3D 设备：

ID3D11Device* d3dDevice = nullptr;

hr = D3D11CreateDevice(
    nullptr,
    D3D_DRIVER_TYPE_HARDWARE,
    0,
    0,
    nullptr,
    0,
    D3D11_SDK_VERSION,
    &d3dDevice,
    nullptr,
    nullptr);

在这个调用之后，d3dDevice 接口指向一个分配的 COM 接口对象。包含 D3D11CreateDevice 的 DLL 必须隐式链接到调用程序 - 或者您可以使用 LoadLibrary 进行显式链接，在这种情况下，您将使用指向函数 D3D11CreateDevice 的指针，其数量大致相同事物 。这源自 DLL 的“导入表”。

第二个例子是您在使用 Windows 映像组件 (WIC) 时所做的：

IWICImagingFactory* factory = nullptr;
hr = CoCreateInstance(
         CLSID_WICImagingFactory,
         nullptr,
         CLSCTX_INPROC_SERVER,
         __uuidof(IWICImagingFactory),
         &factory);

这让 COM 系统在注册表中查找类 GUID，加载引用的 DLL，然后调用其中的工厂方法来创建它返回给您的 COM 接口对象。

在这两种情况下，接口所指向的实际事物都是以下形式：

typedef struct IUnknownVtbl
{
    BEGIN_INTERFACE

    HRESULT ( STDMETHODCALLTYPE *QueryInterface )( 
        IUnknown * This,
        /* [in] */ REFIID riid,
        /* [annotation][iid_is][out] */ 
        _COM_Outptr_  void **ppvObject);

    ULONG ( STDMETHODCALLTYPE *AddRef )( 
        IUnknown * This);

    ULONG ( STDMETHODCALLTYPE *Release )( 
        IUnknown * This);

    END_INTERFACE
} IUnknownVtbl;

被设计为完全映射到virtual的Visual C++实现：

MIDL_INTERFACE("00000000-0000-0000-C000-000000000046")
IUnknown
{
public:
    BEGIN_INTERFACE
    virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE QueryInterface( 
        /* [in] */ REFIID riid,
        /* [annotation][iid_is][out] */ 
        _COM_Outptr_  void **ppvObject) = 0;

    virtual ULONG STDMETHODCALLTYPE AddRef( void) = 0;

    virtual ULONG STDMETHODCALLTYPE Release( void) = 0;

    END_INTERFACE
};

COM 并没有真正的继承概念，但 ID3D11Device1 使用来自 ID3D1Device 的 C++ 公共继承很方便，因为该语言类型没有声明数据成员。接口的 COM“继承”实际上只是方法的串联，如果您查看标头中的 C 定义，您可以看到这些方法：

#if defined(__cplusplus) && !defined(CINTERFACE)

    MIDL_INTERFACE("cc86fabe-da55-401d-85e7-e3c9de2877e9")
    ID3D11BlendState1 : public ID3D11BlendState
    {
    public:
        virtual void STDMETHODCALLTYPE GetDesc1( 
            /* [annotation] */ 
            _Out_  D3D11_BLEND_DESC1 *pDesc) = 0;

    };


#else   /* C style interface */

    typedef struct ID3D11BlendState1Vtbl
    {
        BEGIN_INTERFACE

        HRESULT ( STDMETHODCALLTYPE *QueryInterface )(  /* ... */ );

        ULONG ( STDMETHODCALLTYPE *AddRef )( ID3D11BlendState1 * This);

        ULONG ( STDMETHODCALLTYPE *Release )( ID3D11BlendState1 * This);

        void ( STDMETHODCALLTYPE *GetDevice )(  /* ... */ );

        HRESULT ( STDMETHODCALLTYPE *GetPrivateData )(  /* ... */ );

        HRESULT ( STDMETHODCALLTYPE *SetPrivateData )(  /* ... */ );

        HRESULT ( STDMETHODCALLTYPE *SetPrivateDataInterface )(  /* ... */ );

        void ( STDMETHODCALLTYPE *GetDesc )( 
            ID3D11BlendState1 * This,
            /* [annotation] */ 
            _Out_  D3D11_BLEND_DESC *pDesc);

        void ( STDMETHODCALLTYPE *GetDesc1 )( 
            ID3D11BlendState1 * This,
            /* [annotation] */ 
            _Out_  D3D11_BLEND_DESC1 *pDesc);

        END_INTERFACE
    } ID3D11BlendState1Vtbl;

#endif

重要的是要注意这仅适用于纯虚拟（即抽象）C++ 类的情况，没有数据成员，只有使用公共继承（即接口）的虚拟方法。构造函数和析构函数被忽略，因为 COM 生命周期是通过 IUnknown 的引用计数来管理的。

方法的调用签名还将指向 COM 对象的指针作为第一个参数，该参数映射到 this 的 C++ 调用约定。

COM 接口因此被设计为像 C++ 虚拟方法一样工作，因此您可以使用 C++ 语法来调用它们，但它们根本不一定是 C++ 类对象。

从IUnknown，COM 中有一个已知的标准方法来获取特定接口，即QueryInterface。 Direct3D 工厂函数也会为您处理这个问题，并且只返回基本接口。对于 Direct3D 11，这是一个 ID3D11Device。

如果你想获得一个说 11.1 的接口，那么你可以在 ID3D11Device 上使用 QueryInterface 来请求 ID3D11Device1。它在 DirectX 11.0 系统上会失败，但在 DirectX 11.1 或更高版本的系统上工作。

对于使用 Direct3D 的 C++ 程序员，该设计有意将“COM”保持在最低限度（俗称“COM lite”）。确实使用了足够多的 COM，以便更容易处理随时间发生的接口更改并提供合理的 ABI。 Direct3D 工厂函数是来自已知 DLL 的简单 C 可调用导出，因此您甚至不必为标准 COM 工厂而烦恼，事实上，如果您尝试使用 CoCreateInstance，则 API 无法正常工作。从技术上讲，您可以通过标准 MIDL compiler 与 C++ 定义一起生成的一些宏来使用 C，但这样做有点困难，而且目前还没有经过很好的测试。

作为 Direct3D COM 的使用者，您真正需要知道的只是 IUnknown 引用计数和查询的基础知识——今天最好使用 Microsoft::WRL::ComPtr 智能指针来完成——以及如何正确检查 @ 987654349@ 值--参见ThrowIfFailed。

见The Component Object Model和Reference Counting (Direct3D 10)