STA and MTA

这篇文章摘自网络。 本文讨论在.NET中使用进程内COM组件时的公寓模型,以一个示例直观演示STAThread和MTAThread的作用和区别。 1. COM中的公寓 1.1 基本规则 公寓是COM组件的运行环境,日常生活中公寓是用来住人的,COM中的公寓是用来住COM组件的对象的,每个COM对象必须且只能位于一个公寓中:单线程公寓(STA)或多线程公寓(MTA)。 每个进程可以有0或多个STA。 每个进程可以有0或1个MTA。 一个线程只能关联到一个公寓。因此所有关联到MTA的线程都是关联到进程唯一的一个MTA。 本线程访问与本线程关联的STA中的COM对象不需要列集,直接访问。 其他线程对STA中的COM对象的访问需要列集(marshal),通过列集,自动实现了多线程访问下的同步。 所有线程对MTA中的COM对象的访问不需要列集,直接访问,需要COM组件自身实现多线程下的同步。 (列集就是将函数调用序列化,实现跨边界调用,在Windows中通常是通过消息机制实现。在COM中RPC就是列集,在WinForm中Control.Invoke就是一种列集,Remoting也是列集,WCF也是列集,最近流行的RESTfull也是。。。) 1.2 公寓类型匹配 一个COM对象所属的公寓,由两个地方的配置确定:组件公寓模型和客户端线程公寓模型。 组件公寓模型是在组件注册到注册表时设定,通过组件公寓模型,组件声明自己可以住在什么样的公寓里。可选项包括:Apartment,Free和Both。Apartment,我只能住在单线程公寓中;Free,我只能住在多线程公寓中;Both,我随意,单线程公寓或多线程公寓都可以。 客户端线程公寓模型就是线程的公寓模型,表示当前线程提供什么样的公寓。可选项包括:单线程公寓(STA)或多线程公寓(MTA),也就是本文所讨论的STAThread和MTAThread。 下表列出了组件对象最终会住在什么公寓中的组合表: 客户端线程公寓模型 \ 组件公寓模型  Apartment Free Both STA STA MTA STA MTA STA MTA MTA 如果组件公寓模型为Apartment,不管客户端线程公寓模型是什么,组件最后都住在STA中,因为组件说了“我只能住在单线程公寓中”。如果当前线程是MTA,COM库会后台创建一个STA来放该组件的对象。 如果组件公寓模型为Free,不管客户端线程公寓模型是什么,组件最后都住在MTA中,因为组件说了“我只能住在多线程公寓中”。如果当前线程是STA,COM库会检查当前进程的MTA有没有创建,没有就创建进程的MTA,然后将组件的对象放在MTA中。 如果组件公寓模型为Both,组件最后都住在与当前线程关联的公寓中,如果当前线程是STA,它就住在STA中;当前线程是MTA,它就住在MTA中。本文中,我们会创建一个并注册一个Both类型的组件,然后分别在STA和MTA中创建该组件的对象。 1.3 .NET中设置客户端线程公寓模型  在.NET中使用COM组件时,需要设置线程的公寓模型。 在.NET中可以通过STAThread和MTAThread属性来设置主线程的公寓类型, 通过Thread.SetApartmentState可以设置工作线程的公寓类型。 对于WinForm或WPF应用程序,主线程的公寓模型必须为STA,因为用户界面对象都不是线程安全的。 对于控制台应用程序,主线程的公寓模型可以随意设置,为了方便,我们用控制台应用程序来演示。(用WinForm也完全可以演示,只是需要在工作线程中创建组件的对象。) 2. 一个简单的COM组件 为了演示单线程公寓和多线程公寓的区别,我们用ATL实现定义一个简单的COM组件SimpleCom,该组件包含一个返回字符串的方法Hello,返回的字符串分三步合成,每步之间通过Consume方法来消耗较长CPU周期,确保Hello不会在操作系统的一个时间片内被执行完成,保证Hello函数被并发执行,以达到演示的效果。代码如下: