DirectX에서의 COM(Component Object Model)

DirectX3D와 같은 그래픽 라이브러리는 하드웨어(GPU)와 응용 프로그램 사이에 위치하여 프로그래머가 하드웨어와 드라이버에 대한 지식 없이 그래픽 라이브러리에서 제공해주는 인터페이스를 사용하여 간접적으로 렌더링 작업을 할 수 있도록 도와준다. 그래픽 라이브러리에서는 프로그래머가 보다 편하게 작업할 수 있도록 다양한 기능을 제공해주는데, COM도 그 중 하나라고 할 수 있다. DX에서 COM 객체를 사용하기 위한 간단한 정보들을 정리했다.

1. COM 객체 할당 및 해제

DX에서 제공하는 인터페이스 중에서 접두사 I로 시작하는 것들이 있다.(ex. ID3D11Device, ID3D11Buffer ...) 이런 유형의 인터페이스들을 COM 객체라고 보면 된다. 마이크로소프트에서 설명하는 COM 구성 요소의 개요를 보면 다음과 같은 내용이 있다.

https://learn.microsoft.com/en-us/windows/win32/prog-dx-with-com
A COM object is not created in the same way as a C++ object. There are several ways to create a COM object, but all involve COM-specific techniques. The DirectX API includes a variety of helper functions and methods that simplify creating most of the DirectX COM objects.

 

요약하면 COM 객체는 일반적인 C++의 객체처럼 new나 delete 키워드를 사용해서 사용하지 말고, COM 객체의 생성을 위한 별도의 테크닉(= 별도의 생성 함수)를 사용하라는 것이다. 일례로 ID3D11Device 객체는 다음과 같은 별도의 생성 함수를 통해 만들 수 있다.

HRESULT D3D11CreateDevice(
  [in, optional]  IDXGIAdapter            *pAdapter,
                  D3D_DRIVER_TYPE         DriverType,
                  HMODULE                 Software,
                  UINT                    Flags,
  [in, optional]  const D3D_FEATURE_LEVEL *pFeatureLevels,
                  UINT                    FeatureLevels,
                  UINT                    SDKVersion,
  [out, optional] ID3D11Device            **ppDevice,
  [out, optional] D3D_FEATURE_LEVEL       *pFeatureLevel,
  [out, optional] ID3D11DeviceContext     **ppImmediateContext
);

 

D3D11CreateDevice 호출에 필요한 여러 인자들 중에서 ppDevice라는 이중 포인터가 있는데, 이 인자가 바로 함수를 통해 생성되는 ID3D11Device 객체다. HRESULT는 이 함수의 동작이 정상적으로 수행되었는지 확인할 때 사용한다.

 

이렇게 생성된 COM 객체의 할당을 해제하는 방법 역시 delete를 사용하는 것이 아니라 Release라는 함수를 따로 호출해주어야 한다. 모든 COM 객체는 IUnknown 인터페이스를 조상으로 두고 있고, IUnknown의 Release 함수에서는 COM 객체의 참조 카운트를 계산하여 포인터의 메모리 할당을 해제하는 로직이 담겨 있기 때문이다. 따라서 모든 COM 객체는 기본적으로 참조 카운팅 방식을 통해 메모리 관리가 되고 있음을 알 수 있다.

2. ComPtr

COM 객체를 생성하고 해제하는 방식은 일반적인 C++의 객체와는 다르지만, 생성하고 나서 사용하는 방법은 일반적인 C++의 객체와 크게 다르지 않다. 따라서 COM 객체를 보다 편하게 사용하기 위해 ComPtr을 사용할 수 있다. ComPtr은 마이크로소프트에서 제공하는 wrl.h 헤더에 포함되어 있으며 COM 객체에 대한 스마트 포인터라고 생각하면 된다, 다음과 같이 사용할 수 있다.

#include<d3d11.h>        // COM 사용을 위한 D3D11 헤더 추가
#include <wrl.h>        // ComPtr 사용을 위한 wrl 헤더 추가

Microsoft::WRL::ComPtr<ID3D11Device> device;

3. GetAddressOf()

https://github.com/Microsoft/DirectXTK/wiki/ComPtr#initialization

 

ComPtr을 사용하게 되면 COM 객체 생성 함수에서 리턴 값을 받기 위한 이중 포인터 인자를 전달할 때, GetAddressOf() 함수를 사용하면 이중 포인터의 시작 주소를 전달할 수 있어 자주 사용한다. 물론 operator&를 사용해서 직접 주소를 전달해주어도 된다. 하지만 여기서 알아두면 좋을 부분이 있다.

 

ComPtr은 내부적으로 operator&를 오버로딩하고 있으며, 이 오버로딩된 연산자는 ReleaseAndGetAddressOf() 함수와 동일한 역할을 한다. 이는 ComPtr이 클래스이 멤버로 사용되었을 때, 새롭게 COM 객체를 생성하려고 하면 기존에 할당된 객체를 해제하고 새로 할당 받기 위한 설계이다.

 

따라서 ComPtr을 사용하고 있는 상황에서 COM 객체를 생성하거나 참조하기 위해 주소값이 필요한 경우에는 operator&를 사용하는 것보다 GetAddressOf(), Get()과 같은 함수를 호출하여 명시적인 사용 용도를 표시하는게 좋다.