【整理】句柄.内核对象

  句柄是一个标识符,是拿来标识对象或者项目的。应用程序几乎总是通过调用一个WINDOWS函数来获得一个句柄,之后其他的WINDOWS函数就可以使用该句柄,以引用相应的对象。如果想更透彻一点地认识句柄,我可以告诉大家,句柄是一种指向指针的指针。我们知道,所谓指针是一种内存地址。应用程序启动后,组成这个程序的各对象是驻留在内存中的。

      C#中的IntPtr类型称为“平台特定的整数类型”,它们用于本机资源,如窗口句柄。 资源的大小取决于使用的硬件和操作系统,但其大小总是足以包含系统的指针(因此也可以包含资源的名称)。

      内核对象

   内核对象只是内核分配的一个内存块,并且只能由该内核访问。该内存块是一种数据结构,它的成员负责维护该对象的各种信息。有些数据成员(如安全性描述符、使用计数等)在所有对象类型中是相同的,但大多数数据成员属于特定的对象类型。例如,进程对象有一个进程I D 、一个基本优先级和一个退出代码,而文件对象则拥有一个字节位移、一个共享模式和一个打开模式。

   内核对象的数据结构只能被内核访问,因此应用程序无法在内存中找到这些数据结构并直接改变它们的内容Microsoft 规定了这个限制条件,目的是为了确保内核对象结构保持状态的一致。这个限制也使Microsoft能够在不破坏任何应用程序的情况下在这些结构中添加、 删除和修改数据成员。

内核对象包括如下:存取符号对象、事件对象、文件对象、文件映射对象、I / O 完成端口对象、作业对象、信箱对象、互斥对象、管道对象、进程对象、信标对象、线程对象和等待计时器对象等。这些对象都是通过调用函数来创建的。

   当调用一个用于创建内核对象的函数时,该函数就返回一个用于标识该对象的句柄。为了使操作系统变得更加健壮,这些句柄值是与进程密切相关的。因此,如果将该句柄值传递给另一个进程中的一个线程,那么这另一个进程使用你的进程的句柄值所作的调用就会失败。如果想在多个进程中共享内核对象,要通过一 定的机制   如对象句柄的继承性,命名对象,复制对象句柄。

   除了内核对象外,你的应用程序也可以使用其他类型的对象,如菜单、窗口、鼠标光标、刷子和字体等。这些对象属于用户对象图形设备接口(GDI)对象,而不是内核对象。当初次着手为若要确定一个对象是否属于内核对象,最容易的方法是观察创建该对象所用的函数。

  单从概念上讲,句柄指一个对象的标识,而指针是一个对象的首地址。从实际处理的角度讲,即可以把句柄定义为指针,又可以把它定义为同类对象数组的索引,这两种处理方法都有优缺点,至于选用哪种方式,完全应该看实际需要,这可以说是一种程序设计上的技巧。那种单纯认为句柄是指针或索引的想法都是机械的、不确切的。

  其实,在Windows中类似的处理是很多的、很灵活的。再具个相似的例子:

  我们知道,在Windows中有个函数叫做CallWindowProc。顾名思义,它的作用就是向指定的窗口过程传递一个消息。你也许会想,既然我已经有了窗口过程的指针,为什么我不可以直接通过这个指针调用该函数(这是C语言的内建功能)?事实上,在Win16中确实可以这么做,因为GetWindowLong返回的确实是该函数的指针。但在Win32下,GetWindowLong返回的并不是该函数的指针,而是一个包含函数指针的数据结构的指针(MSDN上说返回的是一个窗口函数地址或它的句柄,就是指的这种情况)。该数据结构是可变的,但只要你使用CallWindowProc来调用的话是不会出错的。这里我们又看到使用句柄处理带来的好处。(补充说明一点:微软在这里之所以这么处理,是为了解决16/32位以及ANSI/UNICODE的转化问题)

   进程对象是一种内核对象,每个内核对象实际上是由内核分配的一块内存,而且只能由内核来访问。这一内存块是一个数据结构,它的成员包含有关于该对象的信息。因为内核对象只能由内核访问,所以应用程序不可能在内存中定位这些数据结构和直接改变它们的内容。为了达到操纵这些内核对象的目的,win32API以良好的方式提供了一组操纵这些结构的函数,对内核对象的访问总是通过这些函数,当调用创建内核对象的函数时,函数返回一个标志该对象的句柄,它是一个32位的数值,可以被进程中的任意线程使用,可以把它传给各种WIN32函数,这样系统就知道想要操纵的是哪一个内核对象。

   而进程被创建时,系统会赋给它一个唯一的标识符,就是进程ID。系统中运行的其他进程不会有相同的ID值,这个值也是可以被使用的,例如父进程可以通过创建子进程时得到的ID来和子进程通信。

 
 
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