句柄 是windows編程的一個關鍵性的概念,編寫windows應用程序總是要和各種句柄打交首,所謂句柄,就是一個4字節長的唯一的數,用以標識許多不同的對象類型,由于windwos是一個多任務操作系統,它可以同時運行多個程序或一個程序的多個副本,這些運行的程序稱為一個實例,為了對同一程序的多個副本進行管理,windwos引入了實例句柄,windows為每個應用程序建立一張表,實例句柄就好像是這張表的一個索引。windows不僅使用句柄來管理實例,也用它來管理窗口,位圖,字體,元文件,圖標等系統資源。在windows環境中,句柄是用來標識項目的,這些項目包括:模塊,任務,實例,文件,內存塊,菜單,控制,字體,資源,包括圖標,光標,字符串等,GDI對象,所括位圖,畫刷,元文件,調色板,畫筆,區域,以及設備描述表句柄是用來標識(被應用程序所建立或使用的)對象的唯一整數,windows使用各種各樣的句柄標識諸如應用程序實例,窗口,控制,位圖,GDI對象等等。MFC源代碼:
#ifdef STRICTtypedef void *HANDLE;(類型定義 void * handle---無類型指針)#define DECLARE_HANDLE(name) struct name##__ { int unused; }; typedef struct name##__ *name#elsetypedef PVOID HANDLE;#define DECLARE_HANDLE(name) typedef HANDLE name#endifDECLARE_HANDLE(HMODULE);DECLARE_HANDLE(HINSTANCE);DECLARE_HANDLE(HLOCAL);DECLARE_HANDLE(HGLOBAL);DECLARE_HANDLE(HDC);DECLARE_HANDLE(HRGN);DECLARE_HANDLE(HWND);DECLARE_HANDLE(HMENU);DECLARE_HANDLE(HACCEL);DECLARE_HANDLE(HTASK);HANDLE就是PVOID,也就是無類型指針(不指向任何類型數據的指針)句柄其實就是指針,但是他和指針最大的不同是,給你一個指針,你可以通過這個指針做任何事情,也許是做好事,也許是通過這個指針破壞內存,句柄就沒有這個缺點,通過句柄,你能干一些windows讓你干的事情,沒有了指針的壞處 (具體如何去做?我也不知道)在windows程序設計中,句柄是無法精確定義的術語,但是在程序設計中,句柄無所不在,窗口有窗口的句柄HWND,線程和進程也有句柄HANDLE,甚至有人把套接字也稱為句柄,簡而言之,句柄是處理對象的一個接口,你可以通過句柄去操作程序中所涉及的對象。在windows中,句柄是和對象一一對應的32位無符號整數值,對象可以映射到唯一的句柄,句柄也可以映射到唯一的對象windows需要向程序員提供必要地編程接口,在這些接口中,允許程序員訪問,創建和銷毀對象,但是,出于封裝的考慮,windows并不想向程序員返回指針,指針包含了太多的信息,(1)首先指針給出了對象存儲的確切位置,(2)其次,要操作一個指針,程序員必須知道指針所指對象的內部結構特片,也就是說windows必須向程序員暴露相應的數據結構,而這些數據結構也許是操作系統想向程序員隱藏的。如果說COM技術向用戶隱藏了數據,只暴露了接口并只允許按接口定義的方法操 作數據的話,句柄這種方式則允許你按自己的方式直接操作數據,但windows又不向 你直接暴露數據。直接操作數據是程序員需要的,不暴露數據是windows所需要的, 句柄封裝方式實現了各取所需。(很好的找到了滿足雙方需且的平衡點) 3.句柄如何與對象映射? 封裝背后,必須有一個地方可以實現解碼,以實現句柄和對象的相互轉換。在 windows中,存在兩種映射方式: a. 全等映射。也即,句柄本身就是一個指針。映射在這里只是類型轉換而已。 這種情況有,進程實例句柄或模塊句柄,以及資源句柄等等。(不明白) b. 基于表格的映射。這是對象指針與句柄之間最普通的映射機制。操作系統創 建表格,并保存所有要考慮的對象。需要創建新對象時,要先在表格中找到空入口 ,然后把表示對象的數據添入其中。當對象被刪除時,它的數據成員和其在表中的 入口被釋放。 4.句柄的定義和實現 我們以GDI對象為例進行討論。創建了GDI對象,就會得到該對象的句柄。句柄 的對象可能是HBRUSH、HPEN、HFONT或HDC中的一種,這依賴于你創建 的GDI對象類 型。但是最普通的GDI對象類型是HGDIOBJ。HGDIOBJ被定義成空指針。 HPEN的實際編譯類型定義隨編譯時間宏STRICT的不同而不同。如果STRCIT已經 被定義了,HPEN是這樣的:
struct HPEN__ {int unused};typedef struct HPEN__* HPEN;如果STRICT沒有定義,HPEN是這樣定義的:
typedef void *HANDLE;typedef HANDLE HPEN;上面這段代碼是一個注重細節的程序員最接近句柄的地方,因此我們重點分析 一下。這里有一點點技巧。如果定義了STRICT宏,HPEN是指向有單個未使用字段的 結構的指針,否則HPEN是空指針。C/C++編譯器允許把任何類型的指針作為空指什傳 遞,反之則不可以。兩個不同類型的非空指針是互不兼容的。在STRICT版本中,編 譯對GDI對象句柄的不正確混用將給出警告,對于非GDI句柄,如HWND、HMENU的不正 確混用也會給出警告,從而使程序在編譯器得到更STRICT的檢查。 接下來的分析可能不那么令你感興趣,但它更深刻地揭示了句柄。對GDI句柄來 說,盡管windows頭文件把它定義成指針,但如果你仔細檢查這些句柄的值,它根本 就不像指針,這也是為什么我說它只是一個32位無符整數值的原因。對句柄就是指 針的情況,這句話也仍然適用。讓我們隨意地生成一些句柄,比如你用GetStockOb ject()以得到一些句柄,你會發現,它們的值總在區間0x01900011到0xba040389。 前者指向用戶區中的未分配的無效區域,后者指向內核地址空間。另外你可能發現 ,兩個句柄之間的值可能只差數值1,這也說明GDI句柄不是指針。 和多數人想象的不一樣,句柄也不是一個單純的索引值。對GDI對象句柄來說, GDI句柄由8位 、1位堆對象標記(表明對象是否創建在堆中)、7位對象類型信息和 高4位為0的16位索引組成,如圖:
3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1|1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 | 8 位引用計數 |堆 | 對象類型7 | 16位索引 | 標 記 在這里你可以看到,對GDI來說,它只使用了16位作為索引。這意味著一個進程最多只 可以創建小于64K個句柄,實際上受其他一些限制,整個windwos系統中大概可以容納約 16384(0x4000)個GDI對象。
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