
- •WINDOWS
- •Джеффри Рихтер
- •ЧАCTЬ I МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ОБЯЗАТЕЛЬНОГО ЧТЕНИЯ
- •ГЛАВА 1. Обработка ошибок
- •Вы тоже можете это сделать
- •Программа-пример ErrorShow
- •ГЛАВА 2 Unicode
- •Наборы символов
- •Одно- и двухбайтовые наборы символов
- •Unicode: набор широких символов
- •Почему Unicode?
- •Windows 2000 и Unicode
- •Windows 98 и Unicode
- •Windows CE и Unicode
- •В чью пользу счет?
- •Unicode и СОМ
- •Как писать программу с использованием Unicode
- •Unicode и библиотека С
- •Типы данных, определенные в Windows для Unicode
- •Unicode- и ANSI-функции в Windows
- •Строковые функции Windows
- •Ресурсы
- •Текстовые файлы
- •Перекодировка строк из Unicode в ANSI и обратно
- •ГЛАВА 3 Объекты ядра
- •Что такое объект ядра
- •Учет пользователей объектов ядра
- •Защита
- •Таблица описателей объектов ядра
- •Создание объекта ядра
- •Закрытие объекта ядра
- •Совместное использование объектов ядра несколькими процессами
- •Наследование описателя объекта
- •Изменение флагов описателя
- •Именованные объекты
- •Пространства имен Terminal Server
- •Дублирование описателей объектов
- •ЧАСТЬ II НАЧИНАЕМ РАБОТАТЬ
- •ГЛАВА 4 Процессы
- •Ваше первое Windows-приложение
- •Описатель экземпляра процесса
- •Описатель предыдущего экземпляра процесса
- •Командная строка процесса
- •Переменные окружения
- •Привязка к процессорам
- •Режим обработки ошибок
- •Текущие диск и каталог для процесса
- •Текущие каталоги для процесса
- •Определение версии системы
- •Функция CreateProcess
- •Параметры pszApplicationName и pszCommandLine
- •Параметры psaProcess, psaThread и blnheritHandles
- •Параметр fdwCreate
- •Параметр pvEnvironment
- •Параметр pszCurDir
- •Параметр psiStartlnfo
- •Параметр ppiProclnfo
- •Завершение процесса
- •Возврат управления входной функцией первичного потока
- •Функция ExitProcess
- •Функция TerminateProcess
- •Когда все потоки процесса уходят
- •Что происходит при завершении процесса
- •Дочерние процессы
- •Запуск обособленных дочерних процессов
- •Перечисление процессов, выполняемых в системе
- •Программа-пример Processlnfo
- •ГЛАВА 5 Задания
- •Определение ограничений, налагаемых на процессы в задании
- •Включение процесса в задание
- •Завершение всех процессов в задании
- •Получение статистической информации о задании
- •Уведомления заданий
- •Программа-пример JobLab
- •ГЛАВА 6 Базовые сведения о потоках
- •В каких случаях потоки создаются
- •И в каких случаях потоки не создаются
- •Ваша первая функция потока
- •Функция CreateThread
- •Параметр psa
- •Параметр cbStack
- •Параметры pfnStartAddr и pvParam
- •Параметр fdwCreate
- •Параметр pdwThreadlD
- •Завершение потока
- •Возврат управления функцией потока
- •Функция ExitThread
- •Функция TerminateThread
- •Если завершается процесс
- •Что происходит при завершении потока
- •Кое-что о внутреннем устройстве потока
- •Некоторые соображения по библиотеке С/С++
- •Ой, вместо _beginthreadex я по ошибке вызвал CreateThread
- •Библиотечные функции, которые лучше не вызывать
- •Как узнать о себе
- •Преобразование псевдоописателя в настоящий описатель
- •ГЛАВА 7 Планирование потоков, приоритет и привязка к процессорам
- •Приостановка и возобновление потоков
- •Приостановка и возобновление процессов
- •Функция Sleep
- •Переключение потоков
- •Определение периодов выполнения потока
- •Структура CONTEXT
- •Приоритеты потоков
- •Абстрагирование приоритетов
- •Программирование приоритетов
- •Динамическое изменение уровня приоритета потока
- •Подстройка планировщика для активного процесса
- •Программа-пример Scheduling Lab
- •Привязка потоков к процессорам
- •ГЛАВА 8 Синхронизация потоков в пользовательском режиме
- •Кэш-линии
- •Более сложные методы синхронизации потоков
- •Худшее, что можно сделать
- •Критические секции
- •Критические секции: важное дополнение
- •Критические секции и спин-блокировка
- •Критические секции и обработка ошибок
- •Несколько полезных приемов
- •Не занимайте критические секции надолго
- •ГЛАВА 9 Синхронизация потоков с использованием объектов ядра
- •Wait-функции
- •Побочные эффекты успешного ожидания
- •События
- •Программа-пример Handshake
- •Ожидаемые таймеры
- •Ожидаемые таймеры и АРС-очередь
- •И еще кое-что о таймерах
- •Семафоры
- •Мьютексы
- •Отказ от объекта-мьютекса
- •Мьютексы и критические секции
- •Программа-пример Queue
- •Сводная таблица объектов, используемых для синхронизации потоков
- •Другие функции, применяемые в синхронизации потоков
- •Асинхронный ввод-вывод на устройствах
- •Функция WaitForlnputldle
- •Функция MsgWaitForMultipleObjects(Ex)
- •Функция WaitForDebugEvent
- •Функция SignalObjectAndWait
- •ГЛАВА 10 Полезные средства для синхронизации потоков
- •Реализация критической секции: объект-оптекс
- •Программа-пример Optex
- •Создание инверсных семафоров и типов данных, безопасных в многопоточной среде
- •Программа-пример lnterlockedType
- •Синхронизация в сценарии "один писатель/группа читателей"
- •Программа-пример SWMRG
- •Реализация функции WaitForMultipleExpressions
- •Программа-пример WaitForMultExp
- •ГЛАВА 11 Пулы потоков
- •Сценарий 1: асинхронный вызов функций
- •Сценарий 2: вызов функций через определенные интервалы времени
- •Программа-пример TimedMsgBox
- •Сценарий 3: вызов функций при освобождении отдельных объектов ядра
- •Сценарий 4; вызов функций по завершении запросов на асинхронный ввод-вывод
- •ГЛАВА 12 Волокна
- •Работа с волокнами
- •Программа-пример Counter
- •ЧАСТЬ III УПРАВЛЕНИЕ ПАМЯТЬЮ
- •Виртуальное адресное пространство процесса
- •Как адресное пространство разбивается на разделы
- •Увеличение раздела для кода и данных пользовательского режима до 3 Гб на процессорах x86 (только Windows 2000)
- •Закрытый раздел размером 64 Кб (только Windows 2000)
- •Раздел для общих MMF (только Windows 98)
- •Регионы в адресном пространстве
- •Передача региону физической памяти
- •Физическая память и страничный файл
- •Физическая память в страничном файле не хранится
- •Атрибуты защиты
- •Защита типа «копирование при записи»
- •Специальные флаги атрибутов защиты
- •Подводя итоги
- •Блоки внутри регионов
- •Особенности адресного пространства в Windows 98
- •Выравнивание данных
- •ГЛАВА 14 Исследование виртуальной памяти
- •Системная информация
- •Программа-пример Syslnfo
- •Статус виртуальной памяти
- •Программа-пример VMStat
- •Определение состояния адресного пространства
- •Функция VMQuery
- •Программа-пример VMMap
- •ГЛАВА 15 Использование виртуальной памяти в приложениях
- •Резервирование региона в адресном пространстве
- •Передача памяти зарезервированному региону
- •Резервирование региона с одновременной передачей физической памяти
- •В какой момент региону передают физическую память
- •Возврат физической памяти и освобождение региона
- •В какой момент физическую память возвращают системе
- •Программа-пример VMAIloc
- •Изменение атрибутов защиты
- •Сброс содержимого физической памяти
- •Программа-пример MemReset
- •Механизм Address Windowing Extensions (только Windows 2000)
- •Программа-пример AWE
- •ГЛАВА 16 Стек потока
- •Стек потока в Windows 98
- •Функция из библиотеки С/С++ для контроля стека
- •Программа-пример Summation
- •ГЛАВА 17 Проецируемые в память файлы
- •Проецирование в память EXE- и DLL-файлов
- •Статические данные не разделяются несколькими экземплярами EXE или DLL
- •Программа-пример Applnst
- •Файлы данных, проецируемые в память
- •Метод 1: один файл, один буфер
- •Метод 2: два файла, один буфер
- •Метод 3: один файл, два буфера
- •Метод 4: один файл и никаких буферов
- •Использование проецируемых в память файлов
- •Этап1: создание или открытие объекта ядра «файл»
- •Этап 2: создание объекта ядра «проекция файла»
- •Этап 3: проецирование файловых данных на адресное пространство процесса
- •Этап 4: отключение файла данных от адресного пространства процесса
- •Этапы 5 и 6: закрытие объектов «проекция файла» и «файл»
- •Программа-пример FileRev
- •Обработка больших файлов
- •Проецируемые файлы и когерентность
- •Базовый адрес файла, проецируемого в память
- •Особенности проецирования файлов на разных платформах
- •Совместный доступ процессов к данным через механизм проецирования
- •Файлы, проецируемые на физическую память из страничного файла
- •Программа-пример MMFShare
- •Частичная передача физической памяти проецируемым файлам
- •Программа-пример MMFSparse
- •ГЛАВА 18 Динамически распределяемая память
- •Стандартная куча процесса
- •Дополнительные кучи в процессе
- •Защита компонентов
- •Более эффективное управление памятью
- •Локальный доступ
- •Исключение издержек, связанных с синхронизацией потоков
- •Быстрое освобождение всей памяти в куче
- •Создание дополнительной кучи
- •Выделение блока памяти из кучи
- •Изменение размера блока
- •Определение размера блока
- •Освобождение блока
- •Уничтожение кучи
- •Использование куч в программах на С++
- •Другие функции управления кучами
- •ЧАСТЬ IV ДИНАМИЧЕСКИ ПОДКЛЮЧАЕМЫЕ БИБЛИОТЕКИ
- •ГЛАВА 19 DLL: основы
- •DLL и адресное пространство процесса
- •Общая картина
- •Создание DLL-модуля
- •Что такое экспорт
- •Создание DLL для использования с другими средствами разработки (отличными от Visual C++)
- •Создание ЕХЕ-модуля
- •Что такое импорт
- •Выполнение ЕХЕ-модуля
- •ГЛАВА 20 DLL: более сложные методы программирования
- •Явная загрузка DLL и связывание идентификаторов
- •Явная загрузка DLL
- •Явная выгрузка DLL
- •Явное подключение экспортируемого идентификатора
- •Функция входа/выхода
- •Уведомление DLL_PROCESS_ATTACH
- •Уведомление DLL_PROCESS_DETACH
- •Уведомление DLL_THREAD_ATTACH
- •Уведомление DLL_THREAD_DETACH
- •Как система упорядочивает вызовы DIIMain
- •Функция DllMain и библиотека С/С++
- •Отложенная загрузка DLL
- •Программа-пример DelayLoadApp
- •Переадресация вызовов функций
- •Известные DLL
- •Перенаправление DLL
- •Модификация базовых адресов модулей
- •Связывание модулей
- •ГЛАВА 21 Локальная память потока
- •Динамическая локальная память потока
- •Использование динамической TLS
- •Статическая локальная память потока
- •Пример внедрения DLL
- •Внедрение DLL c использованием реестра
- •Внедрение DLL с помощью ловушек
- •Утилита для сохранения позиций элементов на рабочем столе
- •Внедрение DLL с помощью удаленных потоков
- •Программа-пример lnjLib
- •Библиотека lmgWalk.dll
- •Внедрение троянской DLL
- •Внедрение DLL как отладчика
- •Внедрение кода в среде Windows 98 через проецируемый в память файл
- •Внедрение кода через функцию CreateProcess
- •Перехват API-вызовов: пример
- •Перехват API-вызовов подменой кода
- •Перехват API-вызовов с использованием раздела импорта
- •Программа-пример LastMsgBoxlnfo
- •ЧАСТЬ V СТРУКТУРНАЯ ОБРАБОТКА ИСКЛЮЧЕНИЙ
- •ГЛАВА 23 Обработчики завершения
- •Примеры использования обработчиков завершения
- •Funcenstein1
- •Funcenstein2
- •Funcenstein3
- •Funcfurter1
- •Проверьте себя: FuncaDoodleDoo
- •Funcenstein4
- •Funcarama1
- •Funcarama2
- •Funcarama3
- •Funcarama4: последний рубеж
- •И еще о блоке finally
- •Funcfurter2
- •Программа-пример SEHTerm
- •ГЛАВА 24 Фильтры и обработчики исключений
- •Примеры использования фильтров и обработчиков исключений
- •Funcmeister1
- •Funcmeister2
- •EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER
- •Некоторые полезные примеры
- •Глобальная раскрутка
- •Остановка глобальной раскрутки
- •EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION
- •Будьте осторожны с EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION
- •EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH
- •Функция GetExceptionCode
- •Функция GetExceptionlnformation
- •Программные исключения
- •ГЛАВА 25 Необработанные исключения и исключения С++
- •Отладка по запросу
- •Отключение вывода сообщений об исключении
- •Принудительное завершение процесса
- •Создание оболочки вокруг функции потока
- •Создание оболочки вокруг всех функций потоков
- •Автоматический вызов отладчика
- •Явный вызов функции UnhandledExceptionFilter
- •Функция UnhandledExceptionFilter изнутри
- •Исключения и отладчик
- •Программа-пример Spreadsheet
- •Исключения С++ и структурные исключения
- •Перехват структурных исключений в С++
- •ЧАСТЬ VI ОПЕРАЦИИ С ОКНАМИ
- •ГЛАВА 26 Оконные сообщения
- •Очередь сообщений потока
- •Посылка асинхронных сообщений в очередь потока
- •Посылка синхронных сообщений окну
- •Пробуждение потока
- •Флаги состояния очереди
- •Алгоритм выборки сообщений из очереди потока
- •Пробуждение потока с использованием объектов ядра или флагов состояния очереди
- •Передача данных через сообщения
- •Программа-пример CopyData
- •ГЛАВА 27 Модель аппаратного ввода и локальное состояние ввода
- •Поток необработанного ввода
- •Локальное состояние ввода
- •Ввод с клавиатуры и фокус
- •Управление курсором мыши
- •Подключение к очередям виртуального ввода и переменным локального состояния ввода
- •Программа-пример LISLab
- •Программа-пример LISWatch
Рис. 5-4. MMC Performance Monitor счетчики, относящиеся к отдельным параметрам задания
Извлечь сведения из этих счетчиков Вы сможете только для тех заданий, которым были присвоены имена при вызове CreateJobObject. По этой причине, наверное, луч ше всегда именовать задания, даже если Вы и не собираетесь ссылаться на них по именам из других процессов.
Уведомления заданий
Итак, базовые сведения об объектах-заданиях я изложил. Единственное, что осталось рассмотреть, — уведомления Допустим, Вам нужно знать, когда завершаются все про цессы в задании или заканчивается все отпущенное им процессорное время. Либо выяснить, когда в задании порождается или уничтожается очередной процесс Если такие уведомления Вас не интересуют (а во многих приложениях они и не нужны), работать с заданиями будет очень легко — не сложнее, чем я уже рассказывал. Но если они все же понадобятся, Вам придется копнуть чуть поглубже
Информацию о том, все ли выделенное процессорное время исчерпано, получить нетрудно. Объекты-задания не переходят в свободное состояние до тех пор, пока их процессы нс израсходуют отведенное процессорное время Как только оно заканчи вается, система уничтожает всс процессы в задании и переводит его объект в свобод ное состояние (signaled scate). Это событие легко перехватить с помощью WaitFor SingleObject (или похожей функции). Кстати, потом Вы можете вернуть объект-зада ние в состояние «занято" (nonsignaled state), вызвав SetInformationJobObject и выделив емудополншельное процессорное время.
Когда я только начинал разбираться с заданиями, мне казалось, что объект-зада ние должен переходить в свободное состояние после завершения всех его процес сов. В конце концов, прекращая свою работу, объекты процессов и потоков освобож даются, то же самое вроде бы должно происходить и с заданиями. Нo Microsoft пред почла сделать подругому объект-задание переходит в свободное состояние после того, как исчерпает выделенное ему время Поскольку большинство заданий начина ет свою работу с одним процессом, который существует, пока не завершатся все eго дочерние процессы, Вам нужно просто следить за описателем родительского процес са — он освободится, как только завершится все задание. Моя функция StartRestricted Зrocess как раз и демонстрирует данный прием
Но это были лишь простейшие уведомления — более «продвинутые", например о создании или разрушении процесса, получать гораздо сложнее. В частности, Вам придется создать объект ядра «порт завершения ввода-вывода" и связать с ним объект или объекты «задание". После этого нужно будет перевести один или больше пото ков в режим ожидания порта завершения.
Создав порт завершения ввода-вывода. Вы сопоставляете с ним задание, вызывая
SetInformationJobObject следующим образом:
JOBOBJECT_ASSOCIATE_COMPLETION_PORT joacp;
joacp.CompletionKey = 1;
// любое значение, уникально идентифицирующее это задание
joacp.CompletionPort = hIOCP;
// описатель порта завершения, принимающего уведомления

SetInformationJobObject(hJob, JobObjectAssociateCompletionPortInforrration, &jоаср, sizeof(joacp))
После выполнения этого кода система начнет отслеживать задание и при возник новении событий передавать их порту завершения. (Кстати, Вы можете вызывать QueryInformationJobQbjectw получать ключ завершения и описатель порта, по врядли
это Вам когда-нибудь понадобится ) Потоки следят за портом завершения ввода-вы вода,
вызывая GetQueuedCompletionStatus.
BOOL GetQueuedCompletionStatus( HANDLE hIOCP, PDWORD pNumBytesTransferred, PULONG_PTR pCorripletionKey, POVERLAPPED *pOverlapped, DWORD dwMilliseconds);
Когда эта функция возвращает уведомление о событии задания, *pCompletionKey содержит значение ключа завершения, заданное при вызове SetInformationJobObjett для связывания задания с портом завершения По нему Вы узнаете, в каком из заданий возникло событие Значение в *pNumBytesTransferred указывет какое именно собы тие произошло (таблица 5-4). В зависимости от конкретного события в *pOverlapped может возвращаться идентификатор процесса.
Событие |
Описание |
|
|
JOB_OBJECT_MSG_ACTIVE_PROCESS_ZERO |
В задании нет работающих процессов |
|
|
JOB_OBJECT_MSG_END_OF_PROCESS_TIME |
Процессорное время, выделенное процессу, исчерпано, процесс |
|
завершается, и сообщается его идентификатор |
|
|
JOB_OBJECT_ MSG_ACTIVE_ROCESS_LIMIT |
Была попытка превысить ограничение на число активных процессов в |
|
задании |
|
|
JOB_OBJECT_MSG_PROCESS_MEMORY_LIMIT |
Была попытки превысить ограничение на объем памяти, которая |
|
может быть передана процессу, сообщается идентификатор процесса |
|
|
JOB_OBJECT_MSG_JOB_ MEMORY_LIMIT |
Была попытка превысить ограничение на объем памяти, которая |
|
может быть передана заданию; сообщается идентификатор процесса |
|
|
JOB_OBJECT_MSG_NEW_ PROCESS |
В задание добавлен процесс; сообщается идентификатор процесса |
|
|
JOB_OBJECT_MSG_EXIT_ PROCESS |
Процесс завершен, сообщается идентификатор процесса |
|
|
JOB_OBJECT_MSG_ABNOKMAL._EXIT_PROCESS |
Процесс завершен из за необработанного им исключения; сообщается |
|
идентификатор процесса |
|
|
JOB_OBJECT_MSG_END_ OFJOR_TIME |
Процессорное время, выделенное заданию, исчерпано, процессы не |
|
завершаются, и Вы можете либо возобновить их работу, задав новый |
|
лимит по времени, либо самостоя тельно завершить процессы, вызвав |
|
TerminateJobObject |
Таблица 5-4. Уведомления о событиях задания, посылаемые системой связанному с этим заданием порту завершения
И последнее замечание: по умолчанию объект-задание настраивается системой на автоматическое завершение всех его процессов по истечении выделенного ему про цессорного времени, а уведомление JOB_OBJECT_MSG_END_OF_JOB_TIME не посы лается. Если Вы хотите, чтобы объект-задание не уничтожал свои процессы, а просто сообщал о превышении лимита на процессорное время, Вам придется написать при мерно такой код:
//создаем структуру JOBOBJECT_END_OF_JOB_TIME_JNFORMATION
//и инициализируем ее единственный элемент

JOBOBJECT_END_OF_JOB_TIME_INFORMATION joeojti; joeojti.EndOfJobTimeAction = J0B_OBJECT_POST_AT_END_OF_JOB;
// сообщаем заданию, что ену нужно делать по истечении его времени
SetInformationJobObject(hJob, JobObjectEndOfJobTimeInformation, &joeojti, sizeof(joeojti));
Вы можете указать и другое значение, JOB__OBJECT_TERMINATE_AT_END_OF_JOB,
но оно задается по умолчанию, еще при создании задания
Программа-пример JobLab
Этапрограмма, "05КJobLab.ехе»(см листингнарис 5-6),позволяет легко эксперимен тировать с заданиями Ее файлы исходного кода и ресурсов находятся в каталоге 05-JobLab на компакт-диске, прилагаемом к книге После запуска JobLab открывается окно, показанное на рис 5-5
Рис. 5-5. Программа-пример JobLab
Когда процесс инициализируется, он создает объект «задание» Я присваиваю ему имя JobLab, чтобы Вы могли наблюдать за ним с помощью MMC Performance Monitor Моя программа также создает порт завершения ввода-вывода и связывает с ним объ ектзадание Это позволяет отслеживать уведомления от задания и отображать их в списке в нижней части окна
Изначально в задании нет процессов, и никаких ограничений для него не уста новлено. Поля в верхней части окна позволяют задавать базовые и расширенные ог раничения Все, что от Вас требуется, — ввести в них допустимые значения и щелк нуть кнопкуАрр1у Limits Если Вы оставляете поле пустым, соответствующие ограни чения не вводятся Кроме базовых и расширенных, Вы можете задавать ограничения по пользовательскому