CEF3开发者系列之外篇——IE中JS与C++交互

   使用IE内核开发客户端产品,系统和前端页面之间的交互,通常给开发和维护带来很大的便利性。但操作系统和前端之间的交互却是比较复杂的。具体来说就是脚本语言和编译语言的交互。在IE内核中html和css虽然不兼容,但是IE编程接口是完全一样的,这得益于微软的COM组件的结构化设计和实现。所以与IE交互,必须得先说一下COM,COM全称组件对象模型(Component Object Model)。

COM的基本思想很简单,所有的组件模块都提供一个最根本的接口, IUnkown,它有三个方法,AddRef和Release实现了引用计数,QueryInterface实现了根据接口id查询另外的接口,所有的接口都从IUnkown派生。基于IE内核做开发,有一个接口是最关键的,IDispatch(欲知详情移步IDispatch接口 - GetIDsOfNames和Invoke)。 IDispatch接口是COM自动化的核心。其实,IDispatch这个接口本身也很简单,只有4个方法:最关键的两个方法Invoke和 GetIDsOfNames。脚本语言和编译型语言之间进行通信是通过IDispatch接口来行的。下面看一下这个关键的方法的原型:

IDispatch:public IUnkown
{
//...
HRESULT Invoke( DISPID dispIdMember,REFIID riid, LCID lcid,WORD wFlags,DISPPARAMS FAR* pDispParams,VARIANT FAR* pVarResult, EXCEPINFO FAR* pExcepInfo, unsigned int FAR* puArgErr );
//...
}

这个方法每个参数的意义msdn上有详细的阐述,就我的理解而看,它作为一个组件, 向外提供了一个万能接口,据此可以实现两个很有用的功能:

1. 获取和设置组件的属性变量. 对应wFlags的DISPATCH_PROPERTYGET和DISPATCH_PROPERTYPUT

2.以任意参数调用任意一个被支持的方法. 对应wFlags的DISPATCH_METHOD

用面向对象的观点来看,有了这两个功能,任意一个实现该接口的组件就抽象成同一个接口实现的万能对象,可以通过指定的字符串名字获取设置属性和调用方 法。如果有过脚本编程经验开发人员一定会发现,脚本恰恰就是如此。c++书写代码的时候也是通过名字访问对象,但编译好后变成二进制代码后就没有名字的概念了,只有偏移和地址。而脚本里头书写代码的时候是通过名字,解释执行的时候也是通过名字。脚本和native语言的最大区别是脚本对象的所有属性和方法 是动态的,在执行的时候还可以修改。看到这里,很容易联想到实现了IDispatch的组件对象具有了脚本的特性,c++对象被脚本化了!这就意味着你可 以把原来用 c++写的类的所有属性和方法都通过Invoke来执行,在脚本里头可以直接访问!相当于给脚本增加了native的扩展。IDispatch接口很重要 的一个功能就是如此,微软通常所说的双接口就是这个意思。了解了这些,接下来要和JS脚本交互就比较容易了。

既然是IE内核里的JS与C++互相调用,我们先来简单的了解下IE内核编程需要的几个常用接口。说多了不好理解,先来看图。

CEF3开发者系列之外篇——IE中JS与C++交互

IWebBrowser2,
IHTMLWindow2,IHTMLDocument2 这三个常用接口都是从IDispatch
派生的。IWebBrowser2接口里主要提供浏览器常规功能如打开URL、前进、后退等功能。IHTMLWindow2主要是提供接口操作浏览器中打
开的window对象,IHTMLDocument2获取文档相关信息,以及审查和修改HTML元素和文档中文本,包括获取JS对象。

IHTMLWindow2
对应于一个window的视图,IHTMLDocument2是IHTMLWindow2渲染文档,对应着dom树结构。在js中有两个全局对象
window和document,分别对应着IHTMlWindow2和 IHTMLDocument2。

想要详细了解这些,参看如下资料:

IWebBrowser2 interface https://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa752127%28VS.85%29.aspx

IHTMLWindow2 interface  https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/aa741505

IHTMLDocument2 interface  https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/aa752574

要完成c++和js交互,可以分解成两个任务,一是c++调用js代码;二是js调用c++代码,这其实也所有脚本和natvie交互的两个基本任务。本文主要根据自己的理解从设计开发的角度去阐述为什么要这么做。

C++调用JS

每段js执行代码都有它自己的执行环境,在IE里面可以看做是IHTMLWindow2。


据上边所讲,我们用先获取全局对象document,从document变成的IDispatch接口中得到
IHTMLDocument2,IHTMLDocument2接口的get_Script方法获取到了HTML文档中JS代码的IDispatch接口,
我们用IDispatch接口,把HTML文档中的JS代码当作一个COM对象,对他进行操作。

CComPtr<IDispatch> GetScript()
{ CComPtr<IWebBrowser2> spWebBrowser; HRESULT hResult = QueryControl(IID_IWebBrowser2, (void**)&spWebBrowser); if (SUCCEEDED(hResult)) { CComPtr<IDispatch> spDocDisp;
hResult = spWebBrowser->get_Document(&spDocDisp);
if (SUCCEEDED(hResult))
{ CComPtr<IHTMLDocument2> spDocDisp2;
hResult = spDocDisp->QueryInterface(IID_IHTMLDocument2, (void**)&spDocDisp2);
if (SUCCEEDED(hResult))
{
CComPtr<IDispatch> spScript;
hResult = spDocDisp2->get_Script(&spScript);
if (SUCCEEDED(hResult))
{
return spScript;
}
}
}
}
}

有两种方案可以执行JS,一种是直接调用IHTMLWindow2的execScript方法.

HRESULT execScript( BSTR code,    BSTR language, VARIANT *pvarRet);

代码示例:

wstring strJavaScript;

CComVariant pvarRet;

CComBSTR bstrJavaScript(strJavaScript.c_str());

CComBSTR bstrScriptType(_T("javascript"));

CComQIPtr<IHTMLWindow2> spWindow2(spScriptDisp);

spWindow2->execScript(bstrJavaScript, bstrScriptType, &pvarRet);

要看懂这段代码不难,我们先来了解下CComQIPtr,用IDispatch接口调用COM对象的各种方法、设置与获取COM对象的属性、让COM对象 回调我们,都是用IDispatch的Invoke方法来实现。一个Invoke就要实现那么多功能,用起来当然很麻烦。不过好在ATL智能指针类中的 CComDispatchDriver(即CComQIPtr<IDispatch>)封装了IDispatch接口,使用起来非常方便!先拿到IHTMLWindow2接口的智能指针,直接把js代码环境IDispatch指针的赋值给它。不过注意这里是BSTR的字符串,可以用 SysAllocString来分配。

第二种方案同样是使用IHTMLDocument的get_Script()方法。它能得到一个IDispatch指针,这个IDispatch就是IHTMLDocument里的JS。按照前面介绍的IDispatch的使用,你通过它就可以调用任意js函数了。例如要执行一个 js中的函数 function。

CComPtr<IHTMLDocument2> spDocDisp2;
spDocDisp2->get_Script(&spScript);
OLECHAR * Names= L"function" ;
DISPID dispID=0; //先获取接受调度标示符DISPID,需要调用GetIDsOfNames来获取
spScript->GetIDsOfNames(IID_NULL,&Names,1,LOCALE_SYSTEM_DEFAULT, &dispID); //通过Invoke(援引)方法调用JS方法
spScript->Invoke(dispID,,IID_NULL ,LOCALE_SYSTEM_DEFAULT,DISPATCH_METHOD,NULL,NULL,NULL,NULL);

这里function是js里面的一个全局函数。这里可以看到 Invoke并没有直接把字符串名字拿过来用,而是通过另一个方法GetDispofNames做了一个映射,获取接受调度标示符DISPID。通过 IHTMLDocument得到的script接口对应着该页面的JS全局环境,从中可以通过多次invoke得到任意一个全局变量,函数,从而能够得到对象的成员变量或成员方法。

第二种方案就是通过Invoke调用来实现在c++中存取js变量和调用函数。这和第一种方案的区别很明显,一个是在用c++写js代码,有点类似自己在解析执行js了,而前者更简单,再复杂的js调用序列,一个字符串全部搞定。

要做到c++和脚本交互有一个基本的问题要做好,就是脚本中的数据类型和c++中的数据类型如何对应起来。众所周知,js中有很多类型,Boolean, Number, String, Object, Array , Function等。写到这里,插一句,基本所有的语言里头都有字符串和数字这两种基本的数据类型(c/c++中仅为以\0结尾的字符数组),面向对象的 语言中还会有Object这样的复合数据类型。在Invoke调用参数中, VARAINT就代表了c中的基本数据类型,js中的数字会转换成VT_I4或者VT_R4或VT_R8。字符串会转换成VT_BSTR类型的 bstr(这是微软com标准里使用的字符串类型),其他所有的复合类型包括对象数组函数在c中都对应着VT_DISPATCh的一个IDispatch 指针。有了IDispatch指针,你就可以按照前面的方法任意存取对象的属性,也可以发起函数调用并获得返回值。了解了这些,就可以进行c与js的交互 了,它们都通过IDispatch的invoke调用来完成。CComDispatchDriver对GetIDsOfNames和Invoke进一步进 行了封装,只需更少的参数即方便可调用。

Invoke0    //调用0个参数的方法

Invoke1    //调用1个参数的方法

Invoke2    //调用2个参数的方法

InvokeN    //调用多个参数的方法

说了这么多,估计有些人看得云里雾里的。下边直接给出例子:

我们动手写一个HTML,其中包含这样一段JS代码:

<script type="text/javascript">  

    function Add(value1, value2) {  

        return value1 + value2;  

    }  

</script>

然后我们用WebBrowser加载这个HTML后,在VC中这样来调用这个函数名为Add的JS函数:

//别忘了#include <MsHTML.h>  

//m_WebBrowser是一个WebBrowser的Activex控件对象。
CComQIPtr<IHTMLDocument2> spDoc = m_WebBrowser.get_Document();
CComDispatchDriver spScript;
spDoc->get_Script(&spScript); CComVariant var1 = 10, var2 = 20, varRet; spScript.Invoke2(L"Add", &var1, &var2, &varRet);

spScript.Invoke2的作用是调用JS函数中名为Add的函数,传入两个参数,用varRet接收返回值。Invoke2调用成功后,varRet得到了返回值30。

但这样的话一次只能接受一个返回值。如果要一次接受多个返回值的话,怎么办呢?

我们可以让JS返回一个JS中的Array数组或Object对象。

当 JS函数return一个Array或一个Object对象时,VC这边的 varRet将接受到一个代表该对象的IDispatch接口。我们仍然用CComDispatchDriver来管理这个IDispatch。 CComDispatchDriver有四个方法:

GetProperty

GetPropertyByName

PutProperty

PutPropertyByName

来从这个Array或Object对象中取出我们要的数据。

实践是检验真理的唯一标准,让我们再来写一个JS函数:

<script type="text/javascript">  

    function Add(value1, value2) {  

        var array = new Array();  

        array[0] = value1;  

        array[1] = value2;  

        array[2] = value1 + value2;  

        return array;
} </script>

然后在VC中这样写:

CComQIPtr<IHTMLDocument2> spDoc = m_WebBrowser.get_Document();
CComDispatchDriver spScript; spDoc->get_Script(&spScript);
CComVariant var1 = 10, var2 = 20, varRet;
spScript.Invoke2(L"Add", &var1, &var2, &varRet); CComDispatchDriver spArray = varRet.pdispVal; //获取数组中元素个数,这个length在JS中是Array对象的属性
CComVariant varArrayLen; spArray.GetPropertyByName(L"length", &varArrayLen);
//获取数组中第0,1,2个元素的值: CComVariant varValue[3]; spArray.GetPropertyByName(L"0", &varValue[0]);
spArray.GetPropertyByName(L"1", &varValue[1]);
spArray.GetPropertyByName(L"2", &varValue[2]);

可以看到,10,20,30,这三个JS函数返回的值已经躺在我们的varValue[3]里了。

当然,如果不知道JS返回的Array对象里面有几个元素,我们可以在VC这边获取它的length属性,然后在一个循环中取出数组中的每个值。

如果我们的JS函数返回一个包含有多个属性值的Object对象,VC这边该如何接收呢?

让我们再来写一个JS函数:

<script type="text/javascript">  

    function Add(value1, value2) {  

        var data = new Object();  

        data.result = value1 + value2;  

        data.str = "Hello,World!";  

        return data;  

    }  

</script>

然后在VC中我们这样接收:

    CComQIPtr<IHTMLDocument2> spDoc = m_WebBrowser.get_Document();
CComDispatchDriver spScript;
spDoc->get_Script(&spScript);
CComVariant var1 = 10, var2 = 20, varRet;
spScript.Invoke2(L"Add", &var1, &var2, &varRet);
CComDispatchDriver spData = varRet.pdispVal; CComVariant varValue1, varValue2; spData.GetPropertyByName(L"result", &varValue1);
spData.GetPropertyByName(L"str", &varValue2);

我 们从JS返回的Object对象里取出了它的两个属性,result和str,分别是一个整形数据和一个字符串。这里JS代码是我们自己写的,在VC这边 当然事先知道这个JS函数返回的对象有result和str这两个属性。如果JS代码不是我们写的,或者它的属性是事先不能确定的,该怎么办呢?答案是使用IDispatchEx接口来枚举这个对象的相关信息(方法名、属性名)。

C++调用JS的实例演示到此为止。

js调用c++代码

按照前面所说的IDispatch的用途,就可以推断出如何做到这一点了,自定义一个c++类,实现一个IDispatch的接口,把它的指针通过某次 js调用作为返回值返回给js,那么js代码中就持有该对象了,就可以像使用普通js对象一样的使用它。问题是,一开始js啥都没有,怎么直接调到c++ 里头从而返回c++对象呢?IE已经考虑好了这个问题,它对于每个IWebbrowser2实例(顶层)有一个内置的IDispatch对象,该对象可以 在创建浏览器控件实例之后在c++中自己制定,而在js中则使用window.external来访问。也就是说每个js环境都已经内置了一个全局对象 external,并且它对应的c++中的IDispatch可以由程序员自己指定。下面谈一下如何来设置这个对象实例。

在windows中要自己host一个active控件,如果用sdk自己写。其中有一个接口叫IDocHostUIHandler ,它有一个方法GetExternalDisp用以向宿主查询一个IDispatch对象,就直接对应着js中的external脚本对象。 IDocHostUIHandler 还有一个有用的方法ShowContextMenu,当要show菜单的时候这个方法会被回调,应用程序就可以自定义菜单了。MFC也可以很方便的 host一个IE控件,但它的类库太庞大了,幸亏微软又出了ATL,提供了一个轻量级的方法让你可以达到同样的效果。下面直接贴代码片段.

class CWebBrowser : public CAxHostWindow

{

	private:

	CComPtr<IWebBrowser2> m_pWebBrowser; //保存创建出来的浏览器控件实例

	BEGIN_MSG_MAP(CWebBrowser)

	MESSAGE_HANDLER(WM_CREATE,OnCreate)

	CHAIN_MSG_MAP(CAxHostWindow)

	END_MSG_MAP()

	LRESULT OnCreate(UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam, BOOL& /*bHandled*/)
{
// Create WebBrowser object
LPOLESTR pName=NULL; StringFromCLSID(CLSID_WebBrowser,&pName); CComPtr<IDispatch>disp;
CComPtr<IUnknown> p; _InternalQueryInterface(IID_IDispatch,(void**)&disp); // 创建 WebBrowser
CreateControlEx(pName,m_hWnd,NULL,&p,DIID_DWebBrowserEvents2,disp);
CoTaskMemFree(pName); // 查询IWebBrowser2 接口,用于控制
HRESULT hRet = QueryControl(IID_IWebBrowser2, (void**)&this->m_pWebBrowser); return m_pWebBrowser?S_OK:-1; }
}

CWebBrowser 是用户自己的宿主窗口,在它的OnCreate里头创建com对象,一个浏览器窗口就出来了,这个代码是不是很简洁?CAxHostWindow为我们做 了很多事情,包括IDocHostUIHandler也被实现,所以我们从它派生就天然的拥有了很多控制IE控件的能力,当然都是通过com接口来完成 的。以后如果有定制需求,大可重写父类的虚函数来达到目的。CAxHostWindow还封装了一个方法SetExternalDispatch,到这里 一切都可以暂时告一段落了,你可以在CWebBrowser中实现IDispatch也可以单独用一个类来实现,然后把IDispatch接口设进去就可 以了。有兴趣研究这个寄宿控件过程的童鞋们可以看CAxHostWindow的代码实现,全在一个头文件中。

假设你的external提供了一个函数创建对象   function newMyObject,在js中

var newObject=window.external.newMyObject(); //通过external构建一个c++对象交给js持有

alert(newObject.name);       //访问该对象的属性

alert(newObject.GetValue())  //调用该对象的方法

那么你需要做的事情其实还是关注Invoke就可以了.在external的IDispatch的Invoke实现中

STDMETHODIMP CWebBrowserDisp::Invoke(DISPID dispIdMember,  REFIID riid, LCID lcid, WORD wFlags, DISPPARAMS* pDispParams, VARIANT* pVarResult, EXCEPINFO* pExcepInfo, unsigned int* puArgErr)
{
HRESULT nRet = S_OK; if(wFlags&DISPATCH_METHOD) //属于方法调用
{
//给newMyObject分配的id,字符串名字映射 if(dispIdmember== DISPID_newMyObject) {
IDispatch* pMyObject=NULL; //创建c++对象并获取其IDispatch接口 CreateMyObject(&pMyObject); pVarResult->vt=VT_DISPATCH; pVarResult->pdispVal=pMyObject; //作为返回值传递给js
}
}
return 0;
}

这个代码也很简洁。据此可以看出,要把c++对象导出到js中,那么该对象必须要实现IDispatch接口,只需要把这个接口作为Invoke的返回值 传给js即可。它有引用计数,不必担心内存的释放问题,在js的垃圾回收被触发的某个时刻自然会被销毁。接下来,MyObject有哪些属性和方法可以被 js调用,那就又归它自己的IDispatch的Invoke实现来关心了。

另外一种就是在webbrowser控件中,JS调用C++方法。如果你对webbrowser控件熟悉的话,这里使用起来就更简单了。Invoke接口实现基本上和上边的类似,唯一不同的是如何让JS调用到本地的C++ 代码。在JS代码中创建了函数window.external.newMyObject()。页面渲染时,会触发浏览器的GETEXTERNAL事件,在浏览器中,通过消息过滤,当消息为WN_GETEXTERNAL时,通过IDispatch接口,获取JS代码需要调用的类。

IDispatch **ppDispatch = (IDispatch**)wParam;

*ppDispatch = &m_superCall;

综上所述,在IE中和c++与js交互,IDispatch扮演了很重要的角色,理解好了它你就可以随心所欲的c++和js的混合编程了。COM接口很不容易理 解,知道怎么用,却难以了解其内部机制。其实,在前面所讲的过程中,IDispatch是自己的代码创建的,和系统完全无关。从c++的语法看,它就是继 承了一个虚基类,实现其全部方法而已,还有就是引用计数。所以,我们完全可以用很简单的c++代码来写自己的IDispatch,不必去理会那么多的COM特性。js执行环境总是在主线程,所以你要知道一点你的对象的方法也总是在主线程被调用。下边给出简单的实现代码:

#include "StdAfx.h"
#include "SQSuperCall.h" CJSCallC::CJSCallC(void)
{
m_mapFunction[TEXT("FuncTest")] = DISPID_FuncTest;
} CJSCallC::~CJSCallC(void)
{
} HRESULT STDMETHODCALLTYPE CJSCallC::GetIDsOfNames(
/* [in] */ __RPC__in REFIID riid,
/* [size_is][in] */ __RPC__in_ecount_full(cNames) LPOLESTR *rgszNames,
/* [range][in] */ UINT cNames,
/* [in] */ LCID lcid,
/* [size_is][out] */ __RPC__out_ecount_full(cNames) DISPID *rgDispId)
{
HRESULT hr = NOERROR;
for (UINT nIndex = 0; nIndex < cNames; ++nIndex)
{
wstring strFuntion = rgszNames[nIndex];
map<wstring, int>::iterator iter = m_mapFunction.find(strFuntion);
if (m_mapFunction.end() != iter)
{
rgDispId[nIndex] = iter->second;
}
else
{
hr = ResultFromScode(DISP_E_UNKNOWNNAME);
rgDispId[nIndex] = DISPID_UNKNOWN;
}
} return hr;
} /* [local] */ HRESULT STDMETHODCALLTYPE CJSCallC::Invoke(
/* [in] */ DISPID dispIdMember,
/* [in] */ REFIID riid,
/* [in] */ LCID lcid,
/* [in] */ WORD wFlags,
/* [out][in] */ DISPPARAMS *pDispParams,
/* [out] */ VARIANT *pVarResult,
/* [out] */ EXCEPINFO *pExcepInfo,
/* [out] */ UINT *puArgErr)
{
if (dispIdMember == DISPID_FuncTest)
{
int paramsCount = pDispParams->cArgs;
if (paramsCount < 2)
return S_FALSE; VARIANTARG* cmdVar = (VARIANTARG*)(&pDispParams->rgvarg[paramsCount - 1]);
if (!(cmdVar->vt == VT_I4 || cmdVar->vt == VT_BSTR))
return S_FALSE;
int nCmdId = cmdVar->intVal; cmdVar = (VARIANTARG*)(&pDispParams->rgvarg[paramsCount - 2]);
if( cmdVar->vt != VT_BSTR )
return S_FALSE;
CString csInfos = cmdVar->bstrVal;
wstring strInfos(csInfos); }
return S_OK;
} HRESULT STDMETHODCALLTYPE CJSCallC::QueryInterface(
/* [in] */ REFIID riid,
/* [iid_is][out] */
__RPC__deref_out void **ppvObject)
{
//*ppvObject = NULL;
if (riid == IID_IUnknown)
{
*ppvObject = static_cast<IUnknown*>(this);
}
else if (riid == IID_IDispatch)
{
*ppvObject = static_cast<IDispatch*>(this);
}
else
{
return E_NOINTERFACE;
}
return S_OK;
}

参考文档:

VC与JavaScript交互(一) ———— 如何实现

浏览器编程之二IE控件与JS交互篇

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