【翻譯】深入解析Windows作業系統（第五版）-第一章

文章目錄

• Windows API
• 關於.NET
• Win32 API的曆史
• 服務，函數與常式

第一章概念與工具

         在這個章節，我們將介紹有關微軟windows作業系統的概念和詞彙，比如Windows API、進程、線程、虛擬記憶體、核心模式和使用者模式、對象、控制代碼、安全以及註冊表，它們將貫穿於整本書。我們同樣將介紹一些能夠協助我們“遨遊”Windows核心世界的工具，如核心調試器、可靠性與效能監控器以及從Windows Sysinternals（www.microsoft.com/technet/sysinternals）上得到的關鍵工具。另外，我們將告訴你如何使用Windows Driver Kit（WDK）和Windows Software Development Kit（SDK），讓它們成為協助我們尋找更多核心資訊的資源。

         請保證你能夠明白這一章所講的內容——在寫下這本書剩餘部分的時候我們假定你已經做到了。

Windows作業系統版本

         這本書覆蓋了基於Windows NT核心的最新的兩個Windows作業系統版本：Windows Vista（32位和64位版本）和Windows Server 2008（32位和64位版本）。如果沒有特殊說明，本書所闡述的內容適用於所有Windows版本。作為一些背景知識，表1-1列出了基於Windows NT核心的作業系統發行版、它們的組建號以及實際產品名稱。

基本概念和詞彙

         在這本書中，我們將引用許多對於某些讀者來講不太熟悉的資料結構和概念。在這一節中，我們將闡述一些貫穿全書的詞彙。在閱讀隨後的章節之前你應該熟悉它們。

Windows API

         Windows應用編程介面（API）是Windows作業系統家族的系統編程介面。在介紹64位版本的Windows XP和Windows Server 2003，我們將介紹32位版本的Windows作業系統的編程介面。為了區別於傳統的16位版本的Windows作業系統的編程介面，它被稱為Win32 API。在這本書中，Windows API這個詞既包含了32位和64位的Windows Vista和Windows Server 2008作業系統編程介面。

 

注意：Windows API在Windows軟體開發包（SDK）文檔中有詳細的描述。（看本章稍後的“Windows Software Development Kit”一節。）這個文檔可以免費地在www.msdn.microsoft.com 上線上觀看。它也可以通過訂閱MSDN得到。MSDN是微軟面向開發人員的支援平台，可以從www.msdn.microsoft.com上得到更多的資訊。一個非常棒的關於如何利用Windows基本APi編程的書籍是Jeffrey Richter和Christophe Nasarre的《Windows Via C/C++》第五版（微軟出版社，2007）。

 

         Windows API包含了數千個可供調用的函數，它們可以被分為如下幾類：

• • 基本服務
  • 元件服務
  • 使用者介面服務
  • 圖形和多媒體服務
  • 訊息和通訊
  • 網路
  • 網站服務

         這本書將重點介紹關鍵的基本服務，如進程和線程，記憶體管理，I/O和安全。

關於.NET

 　　.NET架構套件含了一個架構類庫（FCL）和一個通用語言運行時（CLR）。CLR是一個代碼運行環境，具有Just-In-Time 編譯、類型檢查、廢棄空間回收和代碼存取權限等特性。通過提供這些特性，CLR提供了一個能夠提高編程人員開發效率、減少普遍的編程錯誤的開發環境。可以通過閱讀Jeffrey Richter的《CLR via C#》第二版（微軟出版社，2006）來獲得關於.NET Framework的詳細描述和核心架構。

 　　CLR的實現如同傳統的COM服務，它的代碼存放在標準的使用者層的DLL(動態連結程式庫）中。實際上，.NET Framework的所有組件都在標準使用者層DLL中實現，在使用者層的Windows API之上。（沒有任何的.NET Framework運行在核心態）。表1-1闡明了這些組件之間的關係：

Win32 API的曆史

         有趣的是，Win32 並不是微軟Windows NT最早的編程介面。Windows NT項目是為了替代OS/2 v2作業系統而開始的，因此主要的編程介面是32位的OS/2表示管理API（Presentation Manager API）。然而，項目進展一年之後，微軟的Windows 3.0衝擊了市場並且大熱，因此微軟改變了方向，將Windows NT作為Windows家族產品的替代品而不是OS/2的替代品。這是對於Windows API崛起值得紀念的一個關鍵時刻——在這之前，WIndows API只是作為16位編程介面而存在的。Windows API在之後引入了許多不曾在WIndows 3.1中出現的函數，並且微軟決定使新的函數在名字、文法、使用的資料類型相容16位的Windows API函數，這樣在任何時候都能夠很輕鬆地將已經存在的16位Windows應用程式移植到Windows NT上。因此，當第一次接觸Windows API的人可能會詫異於為什麼許多函數的名字和介面不匹配，其中的一個原因就是這種不一致性是為了保證Windows API與舊的16位Windows API相容。

服務，函數與常式

         服務這個詞在Windows使用者和編程文檔中有著不同的意義，在不同的上下文中也有著差異。例如，服務這個詞可以指一個在作業系統中可供調用的常式、一個裝置驅動或者一個服務進程。接下來的一個列表描述了本書中的一些詞語的含義：

 

• Windows API函數

　　Windows API中被文檔化的、可供調用的子常式，如CreateProcess、CreateFile、GetMessage等。

• 本地系統服務（或執行體（executive）系統服務）

　　可供使用者層調用的，沒有被文檔化的作業系統低層服務。例如，NtCreateProcessEx是CreateProcess函數調用的用來建立一個新進程（如何將WIndowsAPI函數對應於本地函數，請閱讀第三章“作業系統服務分發”一節）的作業系統內部服務。

•  核心支援函數

　　只能夠從核心態被調用的Windows作業系統的子常式（在這一節稍後介紹）。例如，ExAllocatePoolWithTag是可供裝置驅動程式調用的從Windows作業系統堆（被稱為記憶體池）中分配記憶體的常式。

• Windows服務

　　Windows服務控制管理員所啟動的進程（雖然註冊表定義了Windows裝置驅動程式為服務，但我們在本書中並不這麼認為）。例如，任務調用服務運行於使用者層進程，用來支援at命令（類似於UNIX的at或者cron命令）。

• DLLs（動態連結程式庫）

　　一組由可調用的子常式所串連在一起的二進位檔案，可被使用這些代碼的應用程式動態載入。例如Msvcrt.dll（C執行階段程式庫）和Kernel32.dll（Windows API子系統庫之一）。Windows使用者態的組件和應用程式大量地使用DLL，並且Windows保證即使一個DLL被多個應用程式所引用，該DLL的代碼在記憶體中也只有一個副本。