Windows XP Embedded 体系结构基础

Jon Fincher
Microsoft Corporation
2001 年 12 月 18 日

    Windows XP Embedded 于十一月末在拉斯维加斯的 Devcon 发布并引起极大的反响。我们所有的论坛都已人满为患（实际上，有些已过于拥挤，结果导致了 SRO 事件），并且专家讲座也受到同样热烈的欢迎。我有幸与许多客户进行交谈和工作，他们所提出的问题的数量和水平给我留下了深刻印象。这是一个了不起的活动， 我衷心感谢其中的每一位参与者！

在开始之前，我先澄清一个小问题：专栏主页上的照片是 我和我的朋友 Mike Hall（左边）。在 Devcon，有许多人认出了我，但却把我当成了 Steve Maillet，因为第一篇文章是由 Steve 和 Mike 写的。结果，现在别人叫我的名字我要回答，叫我 Steve 我也要回答。

在 上篇文章中，我答应要介绍 Windows XP Embedded 体系结构，通过一个标准的构建过程来说明其引入的缘由。Windows XP Embedded 的体系结构很复杂，一篇文章的篇幅是远远不够的。因此，我只是以一种结构化的方式着重讲述个别工具背后的体系结构。但是，我首先要介绍这些工具的一个组成 部分，这就是大家都比较陌生的 CMI。

CMI：技术的核心

正 如您从我的上一篇文章（以及所有出版物）中所了解到的，Windows XP Embedded 使用基于 SQL 的数据库来存储所有组件。数据库可以是本地或远程的 Microsoft® SQL Server，也可以是本地的 Microsoft® 数据引擎 (MSDE)（可在 Windows XP Embedded CD 上找到）。而 Windows NT Embedded 4.0 则使用一个单一的本地 Jet 数据库 .mdb 文件来存储所有的组件和配置。

为了 能够从一组工具中无缝访问本地和远程数据库，同时提供快捷的数据库切换，整个体系结构中设置了一个数据库通信层。该层称为 CMI，或组件管理接口。它的主要目的是在 Windows XP Embedded 工具（Target Designer、Component Designer 和 Component Database Manager）和组件数据库之间提供一个标准接口，而不管数据库驻留在哪里（本地或远程、SQL Server 或 MSDE）。只要与组件数据库中的内容有关，CMI 就会被调用。

因为所有工具都依赖 于活动的数据库连接来进行工作，所以任何工具所做的第一件事都是请求 CMI 提供一个活动数据库连接。如果没有可用的数据库连接，CMI 将返回一个失败，而工具将报告一个错误。总之，没有数据库连接，Windows XP Embedded 将不能进行任何工作。

CMI 也支持某种级别的异步数据库访问，这种情况通常发生在远程 SQL Server 数据库和多个客户端之间。所有涉及数据库更改的操作都在 SQL 中处理，并在操作失败时提供复原功能。CMI 还可以区分只读模式和独占模式。任何工具要从数据库中删除信息（当前仅限于组件数据库管理器），都必须具有独占访问权限，如果任何其他工具打开了数据库， 该工具将不能获得这一权限。另一方面，如果某工具已经被授予独占访问权限，其他工具将不能访问数据库，直到该工具释放这一权限。

此对象非彼对象

注意：下 面的讨论中将使用两个术语 - 组件和实例，二者很容易混淆。简单地说，组件只是一组驻留在数据库中的资源和属性。组件添加到配置中便称为实例，可以修改、处理和构建。可以把组件视为 cookie 模式，而实例是从该模式中创建的实际 cookie。更改 cookie 剪裁模式并不容易，但在剪裁 cookie 后，可以随意对 cookie 进行处理。了解组件和实例之间的这种差异很重要，在本文和以后的文章中都将涉及这一问题。

因 为 CMI 是工具的 COM 服务器，这使得 Windows XP Embedded 体系结构形成这样一个基本特性 - 把任何事物都视为对象。配置、组件、实例、资源、文件、注册项、存储库都是 CMI 覆盖下的对象。因此，Windows XP Embedded 体系结构体现了面向对象 (OO) 思想的三个原则：封装、继承和多态。这里我们不对 OO 设计做详细讨论，只解释其中与 Windows XP Embedded 体系结构有关的几个方面。讨论的重点将集中在组件上，但相关的概念可以扩展到所有 Windows XP Embedded 对象。

每个 Windows XP Embedded 对象都是一个独立的单元。组件带有自己的属性和内部代码，以此来封装自己，并与其他对象区分开来。

组 件也能够继承其他组件的属性。例如，假定一组设备都基于同一芯片组：假设为声卡驱动器，使用虚构的 SoundExplosion 1A 芯片组。有三个声卡使用该芯片组，但提供不同的功能：一个用于游戏端口，一个用于 MIDI 端口，另一个用于 SCSI 接口。我们不用创建三个大同小异的组件来适应不同的要求，而只需创建一个组件，将基本功能封装进去。然后针对三种差异创建三个组件，并将基本功能组件列为 “原型”。这三个组件将继承与原型相关联的属性和资源，但同时也添加了自己的资源。

Windows XP Embedded 对象中的多态通常由 DHTML 配置脚本和构建脚本来处理。DHTML 配置脚本允许组件的最终用户在组件实例中动态设置属性，然后在构建脚本中检查这些属性并对其做出反应。这样，您就可以在构建配置时更改组件的行为，以满足 开发人员的需求。

这最后一部分会进一步体现 CMI 面向对象的特性：Windows XP Embedded 中的每个对象都具有一组属性和方法，某些对象甚至能够对事件做出反应。属性可以分为标准属性（如组件名称、组件作者和版权）和高级属性 （cmiNoHelpFiles 是组件的一个常用高级属性）。对象的方法可以简单地继承自基本组件（如基本构建行为），也可以是该组件所特有的（如用户接口核心组件，它包含 DHTML 配置脚本以及构建脚本，可以实现不同的 UI 功能）。可以在构建过程中引发事件，并可由组件脚本做出反应。

某 些高级属性已经被预定义，组件最常见的高级属性有 cmiNoHelpFiles（构建脚本用它从构建中删除帮助文件）、cmiLangEnableMUI（构建脚本用它来启用组件的多语言用户接口 [MUI] 支持）以及 cmiProtPropList（Target Designer 用它来保护预定义的属性）。要检查组件的高级属性，可以在 Target Designer 中将组件添加到某个配置，然后在 Configuration Editor 中单击该组件，再单击 Advanced。

扩展对象模型

Windows XP Embedded 的对象特性和 CMI 应用不仅限于组件和实例，CMI 也把配置当作对象处理。配置的标准属性包括配置名称、所有者、作者和版权。高级配置属性包括有关目标启动驱动器、启动 ARC 路径和帮助文件的设置。要检查这些属性，可以在 Target Designer 的 Configuration Editor 中选择配置名称，然后在 Details 窗格中单击 Advanced。

与 组件和实例的对象身份一样，它们的组成部分也都被视为对象。组件中的每个文件、注册表或其他资源都是对象，分别具有一组属性。要检查这些属性，可以在 Configuration Editor 中展开实例，然后选择 Files、Registry Data 或 Resources。在 Details 窗格中右击所要检查的资源，这时便会显示该资源的标准属性，同时显示 Advanced 按钮，单击该按钮可以显示资源的高级属性。这同样适用于与该配置相关联的 Extra Files、Extra Registry Data 和 Extra Resources。要完成所有内容，每一个组、包、存储库和存储库集也都被作为对象处理，它们都有自己的标准属性和高级属性。

CMI 的运作

假 设我们有一个应用程序要包含到一个运行时映像中。一般的过程是先为应用程序创建一个组件，将组件导入数据库，将组件包含在某个配置中，然后构建运行时映 像。现在我们看一下 CMI 在其中的作用。（由于要在接下来的两篇文章中详细探讨组件的创建，因此这里只做一个简单的介绍。）

当 启动 Component Designer 时，CMI 首先确保具有一个数据库连接。如果创建新组件，CMI 将创建一个新的组件对象，然后 Component Designer 使用该对象作为所定义的所有组件信息的存储位置。基本的创建过程包括定义组件的名称、指定要复制的文件和将其放在运行时映像中的位置，以及指定使用哪个注 册表主键并将其放在何处。名称是组件的标准属性，因此它包含在组件对象中。所指定的文件和注册项是 CMI 创建的对象，它们将附加到组件对象中。

导 入组件时，先启动组件数据库管理器。数据库管理器首先调用 CMI 来连接安装时指定的数据库，如果 CMI 连接成功，则可以将 SLD 导入到该数据库。（SLD 表示资源级别定义，并称为“滑动”。由 Component Designer 输出。）组件数据库管理器再将 SLD 传递到 CMI，以便进行处理。浏览数据库、删除包和组件以及检查对象的属性都由 CMI 处理，CDM 的作用相当于基本 COM 对象层的 UI。

当 最终准备构建运行时映像时，CMI 将再次验证数据库连接。（是否看到了一个模式？）创建新的配置需要由 CMI 来创建相应的对象，完成整个组件浏览器的内容也是如此。要将组件添加到配置，CMI 首先要基于选定的组件创建一个实例，然后将其附加到打开的配置中。同时也要为该实例的文件、注册表和其他资源创建资源对象。在相关性检查过程中，CMI 将负责标识相关性，并创建相关性解析所需的组件列表。在构建过程中，将调用 CMI 来访问要复制的实际文件，同时提供详细的属性信息来处理相应的构建。

总结与展望

上 面我们简单介绍了 Windows XP Embedded 的基本体系结构。CMI 是该体系结构的核心，用于实现 COM 服务器的功能，为 Windows XP Embedded 工具提供标准的组件数据库访问。CMI 赋予该体系结构面向对象的特性，为运行时开发过程中所需的各项内容创建相应的对象。

那 么，从这篇文章中我们可以获得什么启发呢？当然，本文不能说是 Windows XP Embedded 体系结构的详尽介绍。我只是希望它能提供一些基础知识，我们将在以后的文章中详细讨论每个工具，以及每个工具的 UI 中明显（或并不十分明显）的体系结构。在讨论每个工具时（接下来的两篇文章准备讨论 Component Designer），我们将尽力给出从 UI 到基本体系结构的完整概念。同样，敬请留意 Windows XP Embedded Web 站点 http://microsoft.com/windows/embedded/xp/default.asp（英文）以获取新的信息。节日快乐，一月份新闻组再见。

 Get Embedded

Jon Fincher 是土生土长的新英格兰人，1995 年加入 Microsoft Product Support Services 部门。在那之前，他是 UNIX 系统管理员和数据库程序员。1999 年，他开始从事 Windows NT Embedded 4.0 的支持服务工作，现在是 Windows XP Embedded 的软件测试工程师。Jon Fincher 整年都骑着他的哈雷，无论上下班还是去玩，也无论刮风下雨。