1、什么是內(nèi)核對(duì)象?
內(nèi)核對(duì)象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)只能由內(nèi)核訪問。
他們有:令牌(access token)對(duì)象、事件對(duì)象、文件對(duì)象、文件映射對(duì)象、I/O完成端口對(duì)象、作業(yè)對(duì)象、mailslot對(duì)象、mutex對(duì)象、pipe對(duì)象、進(jìn)程對(duì)象、semaphore對(duì)象、線程對(duì)象、waitable timer對(duì)象以及thread pool worker factory對(duì)象等等。大多數(shù)成員都是不同的對(duì)象類型特有的。
2、生命周期。
取決與其計(jì)數(shù):
內(nèi)核對(duì)象的所有者是內(nèi)核,而非進(jìn)程。換言之,如果你的進(jìn)程調(diào)用一個(gè)函數(shù)來創(chuàng)建了一個(gè)內(nèi)核對(duì)象,然后進(jìn)程終止運(yùn)行,則內(nèi)核對(duì)象并不一定會(huì)銷毀。大多數(shù)情況下,這個(gè)內(nèi)核對(duì)象是會(huì)銷毀的,但假如另一個(gè)進(jìn)程正在使用你的進(jìn)程創(chuàng)建的內(nèi)核對(duì)象,那么在其他進(jìn)程停止使用它之前,它是不會(huì)銷毀的。總之,內(nèi)核對(duì)象的生命期可能長(zhǎng)于創(chuàng)建它的那個(gè)進(jìn)程。
內(nèi)核知道當(dāng)前有多少個(gè)進(jìn)程正在使用一個(gè)特定的內(nèi)核對(duì)象,因?yàn)槊總€(gè)對(duì)象都包含一個(gè)使用計(jì)數(shù)(usage count)。
使用計(jì)數(shù)是所有內(nèi)核對(duì)象類型都有的一個(gè)數(shù)據(jù)成員。初次創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象的時(shí)候,其使用計(jì)數(shù)被設(shè)為1。另一個(gè)進(jìn)程獲得對(duì)現(xiàn)有內(nèi)核對(duì)象的訪問后,使用計(jì)數(shù)就會(huì)遞增。進(jìn)程終止運(yùn)行后,內(nèi)核將自動(dòng)遞減此進(jìn)程仍然打開的所有內(nèi)核對(duì)象的使用計(jì)數(shù)。一個(gè)對(duì)象的使用計(jì)數(shù)變成0,內(nèi)核就會(huì)銷毀該對(duì)象。這樣一來,可以保證系統(tǒng)中不存在沒有被任何進(jìn)程引用的內(nèi)核對(duì)象。
3、管理內(nèi)核對(duì)象
一個(gè)進(jìn)程在初始化時(shí),系統(tǒng)將為它分配一個(gè)句柄表。一個(gè)進(jìn)程的句柄表,它只是一個(gè)由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組成的數(shù)組。每個(gè)結(jié)構(gòu)
都包含指向一個(gè)內(nèi)核對(duì)象的指針、一個(gè)訪問掩碼(access mask)和一些標(biāo)志。
(1)、創(chuàng)建一個(gè)內(nèi)核對(duì)象
一個(gè)進(jìn)程首次初始化的時(shí)候,其句柄表為空。當(dāng)進(jìn)程內(nèi)的一個(gè)線程調(diào)用一個(gè)會(huì)創(chuàng)建內(nèi)核對(duì)象的函數(shù)時(shí),內(nèi)核將為這個(gè)對(duì)象分配并初始化一個(gè)內(nèi)存塊。然后,內(nèi)核掃描進(jìn)程的句柄表,查找一個(gè)空白的記錄項(xiàng)(empty entry)。指針成員會(huì)被設(shè)置成內(nèi)核對(duì)象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部?jī)?nèi)存地址,訪問掩碼將被設(shè)置成擁有完全訪問權(quán)限,標(biāo)志也會(huì)設(shè)置。
如果創(chuàng)建調(diào)用失敗,那么返回的句柄值通常為0(NULL)。之所以失敗,可能是由于系統(tǒng)內(nèi)存不足,或者遇到了一個(gè)安全問題。遺憾的是,有幾個(gè)函數(shù)在調(diào)用失敗時(shí)會(huì)返回句柄值–1。所以要看清楚再判斷。
(2)、關(guān)閉內(nèi)存對(duì)象
無論以什么方式創(chuàng)建內(nèi)核對(duì)象,都要調(diào)用CloseHandle向系統(tǒng)指出你已經(jīng)結(jié)束使用對(duì)象:
BOOL CloseHandle(HANDLE hobject);
結(jié)束時(shí)需要注意::;
①、在內(nèi)部,該函數(shù)首先檢查主調(diào)進(jìn)程的句柄表,驗(yàn)證“傳給函數(shù)的句柄值”標(biāo)識(shí)的是“進(jìn)程確實(shí)有權(quán)訪問的一個(gè)對(duì)象”。如果句柄是有效的,系統(tǒng)就將獲得內(nèi)核對(duì)象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的地址,并在結(jié)構(gòu)中遞減“使用計(jì)數(shù)”成員。如果使用計(jì)數(shù)變成0,內(nèi)核對(duì)象將被銷毀,并從內(nèi)存中刪除。
②、一旦調(diào)用CloseHandle,你的進(jìn)程就不能訪問那個(gè)內(nèi)核對(duì)象。
③、如果對(duì)象的使用計(jì)數(shù)沒有遞減至0,它就不會(huì)被銷毀。它表明另外還有一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程在使用該對(duì)象。當(dāng)其他進(jìn)程全部停止使用這個(gè)對(duì)象后(通過調(diào)用CloseHandle),對(duì)象就會(huì)被銷毀。
④、在創(chuàng)建一個(gè)內(nèi)核對(duì)象時(shí),我們會(huì)將它的句柄保存到一個(gè)變量中。將此變量作為參數(shù)調(diào)用了CloseHandle函數(shù)后,還應(yīng)同時(shí)將這個(gè)變量設(shè)為NULL。
⑤、當(dāng)進(jìn)程終止運(yùn)行,操作系統(tǒng)會(huì)確保此進(jìn)程所使用的所有資源都被釋放!對(duì)于內(nèi)核對(duì)象,操作系統(tǒng)執(zhí)行的是以下操作:進(jìn)程終止時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)掃描該進(jìn)程的句柄表。如果這個(gè)表中有任何有效的記錄項(xiàng)(即進(jìn)程終止前沒有關(guān)閉的對(duì)象),操作系統(tǒng)會(huì)為你關(guān)閉這些對(duì)象句柄。任何這些對(duì)象的使用計(jì)數(shù)遞減至0,內(nèi)核就會(huì)銷毀對(duì)象。
(3)、進(jìn)程共享內(nèi)核對(duì)象、
很多地方需要用到進(jìn)程共享內(nèi)核對(duì)象。例如
①、利用文件映射對(duì)象,可以在同一臺(tái)機(jī)器上運(yùn)行的兩個(gè)不同進(jìn)程之間共享數(shù)據(jù)塊。
②、借助mailslots(信箱)和named pipes(匿名管道),在網(wǎng)絡(luò)中的不同計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的進(jìn)程可以相互發(fā)送數(shù)據(jù)塊。
③、mutexes(互斥對(duì)象)、semaphores(信標(biāo)對(duì)象)和事件允許不同進(jìn)程中的線程同步執(zhí)行。例如,一個(gè)應(yīng)用程序可能需要在完成某個(gè)任務(wù)之后,向另一個(gè)應(yīng)用程序發(fā)出通知。
三種不同的機(jī)制來允許進(jìn)程共享內(nèi)核對(duì)象:使用對(duì)象句柄繼承;為對(duì)象命名;以及復(fù)制對(duì)象句柄。
1 使用對(duì)象句柄繼承
設(shè)置可繼承標(biāo)志為1。對(duì)象句柄的繼承只會(huì)在生成子進(jìn)程的時(shí)候發(fā)生。
程序初始化時(shí)會(huì)為父進(jìn)程創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程句柄表,使用對(duì)象句柄繼承,系統(tǒng)會(huì)為子進(jìn)程創(chuàng)建一個(gè)新的、空白的進(jìn)程句柄表——就像它為任何一個(gè)新進(jìn)程所做的那樣。系統(tǒng)會(huì)遍歷父進(jìn)程的句柄表,對(duì)它的每一個(gè)記錄項(xiàng)進(jìn)行檢查。凡是包含一個(gè)有效的“可繼承的句柄”的項(xiàng),都會(huì)被完整地拷貝到子進(jìn)程的句柄表。在子進(jìn)程的句柄表中,拷貝項(xiàng)的位置與它在父進(jìn)程句柄表中的位置是完全一樣的。這是非常重要的一個(gè)設(shè)計(jì),因?yàn)樗馕吨涸诟高M(jìn)程和子進(jìn)程中,對(duì)一個(gè)內(nèi)核對(duì)象進(jìn)行標(biāo)識(shí)的句柄值是完全一樣的。內(nèi)核對(duì)象的使用計(jì)數(shù)將遞增。
2、改變句柄的標(biāo)志
父進(jìn)程創(chuàng)建了一個(gè)內(nèi)核對(duì)象,得到了一個(gè)可繼承的句柄,然后生成了兩個(gè)子進(jìn)程。但是,父進(jìn)程只希望其中的一個(gè)子進(jìn)程繼承內(nèi)核對(duì)象句柄。調(diào)用SetHandleInformation函數(shù)來改變內(nèi)核對(duì)象句柄的繼承標(biāo)志。函數(shù)具體參考MSDN。
3、為對(duì)象命名
不能創(chuàng)建相同名字的對(duì)象,類型不同也不行。進(jìn)程間共享:
進(jìn)程A 有某個(gè)命名"JeffMutex" 對(duì)象 hMutexProcessA,那么進(jìn)程B 創(chuàng)建一個(gè)同樣"JeffMutex" 對(duì)象時(shí)。,
系統(tǒng)首先會(huì)查看是否存在一個(gè)名為“JeffMutex”的內(nèi)核對(duì)象。由于確實(shí)存在這樣的一個(gè)對(duì)象,所以內(nèi)核接著檢查對(duì)象的類型。由于試圖創(chuàng)建一個(gè)mutex,而名為“JeffMutex”的對(duì)象也是一個(gè)mutex,所以系統(tǒng)接著執(zhí)行一次安全檢查,驗(yàn)證調(diào)用者是否擁有對(duì)象的完全訪問權(quán)限。如果答案是肯定的,系統(tǒng)就會(huì)在Process B的句柄表中查找一個(gè)空白記錄項(xiàng),并將其初始化為指向現(xiàn)有的內(nèi)核對(duì)象。如果對(duì)象的類型不匹配,或調(diào)用者被拒絕訪問,CreateMutex就會(huì)失敗(返回NULL)。
這樣就實(shí)現(xiàn)了進(jìn)程共享對(duì)象。但問題是進(jìn)程B不知道自己創(chuàng)建的是新對(duì)象,還是用久對(duì)象。
(4)、復(fù)制對(duì)象句柄
為了跨越進(jìn)程邊界來共享內(nèi)核對(duì)象,最后一個(gè)技術(shù)是使用DuplicateHandle函數(shù)。
這個(gè)函數(shù)獲得一個(gè)進(jìn)程的句柄表中的一個(gè)記錄項(xiàng),然后在另一個(gè)進(jìn)程的句柄表中創(chuàng)建這個(gè)記錄項(xiàng)的一個(gè)拷貝。
posted on 2011-10-06 17:27
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Windows程序設(shè)計(jì)