WINDOWS核心編程–第二章核心對象

什麼是核心對象
作為一個Wi n d o w s軟體開發人員，你經常需要建立、開啟和操作各種核心對象。系統要創
建和操作若干類型的核心對象，比如存取符號對象、事件對象、檔案對象、檔案對應物件、
I / O完成連接埠對象、工作物件、信箱對象、互斥對象、管道對象、進程對象、信標對象、線程
對象和等待計時器對象等。這些對象都是通過調用函數來建立的。例如， C r e a t e F i l e M a p p i n g函
數可使系統能夠建立一個檔案對應物件。每個核心對象只是核心分配的一個記憶體塊，並且只能
由該核心訪問。該記憶體塊是一種資料結構，它的成員負責維護該對象的各種資訊。有些資料成
員（如安全性描述符、使用計數等）在所有物件類型中是相同的，但大多數資料成員屬於特定
的物件類型。例如，進程對象有一個進程I D、一個基本優先順序和一個結束代碼，而檔案對象則
擁有一個位元組位移、一個共用模式和一個開啟模式。
由於核心對象的資料結構只能被核心訪問，因此應用程式無法在記憶體中找到這些資料結構
並直接改變它們的內容。M i c r o s o f t規定了這個限制條件，目的是為了確保核心對象結構保持狀
態的一致。這個限制也使M i c r o s o f t能夠在不破壞任何應用程式的情況下在這些結構中添加、刪
除和修改資料成員。
如果我們不能直接改變這些資料結構，那麼我們的應用程式如何才能操作這些核心對象
呢？解決辦法是，Wi n d o w s提供了一組函數，以便用定義得很好的方法來對這些結構進行操作。
這些核心對象始終都可以通過這些函數進行訪問。當調用一個用於建立核心對象的函數時，該
函數就返回一個用於標識該對象的控制代碼。該控制代碼可以被視為一個不透明值，你的進程中的任何
線程都可以使用這個值。將這個控制代碼傳遞給Wi n d o w s的各個函數，這樣，系統就能知道你想操
作哪個核心對象。本章後面還要詳細講述這些控制代碼的特性。
為了使作業系統變得更加健壯，這些控制代碼值是與進程密切相關的。因此，如果將該控制代碼值
傳遞給另一個進程中的一個線程（使用某種形式的進程間的通訊）那麼這另一個進程使用你的
進程的控制代碼值所作的調用就會失敗。在3 . 3節“跨越進程邊界共用核心對象”中，將要介紹3種
機制，使多個進程能夠成功地共用單個核心對象。

除了核心對象外，你的應用程式也可以使用其他類型的對象，如菜單、視窗、滑鼠游標、
刷子和字型等。這些對象屬於使用者物件或圖形裝置介面（ G D I）對象，而不是核心對象。當初
次著手為Wi n d o w s編程時，如果想要將使用者物件或G D I對象與核心對象區分開來，你一定會感
到不知所措。比如，表徵圖究竟是使用者物件還是核心對象呢？若要確定一個對象是否屬於核心對
象，最容易的方法是觀察建立該對象所用的函數。建立核心對象的所有函數幾乎都有一個參數，
你可以用來設定安全屬性的資訊，這與前面講到的C r e a t e F i l e M a p p i n g函數是相同的。
用於建立使用者物件或G D I對象的函數都沒有P S E C U R I T Y _ AT T R I B U T E S參數。

進程的核心物件控點表
當一個進程被初始化時,系統要為它分配一個控制代碼表。該控制代碼表只用於核心對象,不用於使用者對
象或G D I對象。控制代碼表的詳細結構和管理方法並沒有具體的資料說明。通常我並不介紹作業系統中
沒有文檔資料的那些部分。不過，在這種情況下，我會進行例外處理，因為，作為一個稱職的
Wi n d o w s程式員，必須懂得如何管理進程的控制代碼表。由於這些資訊沒有文檔資料，因此不能保證所
有的詳細資料都正確無誤，同時，在Windows 2000、Windows 98和Windows CE中，它們的實現方
法是不同的。為此，請認真閱讀下面介紹的內容以加深理解，在此不學習系統是如何進行操作的。
表3 - 1顯示了進程的控制代碼表的樣子。可以看到，它只是個資料結構的數組。每個結構都包
含一個指向核心對象的指標、一個訪問屏蔽和一些標誌。

如果調用一個函數以便建立核心對象，但是調用失敗了，那麼返回的控制代碼值通常是0
（N U L L）。發生這種情況是因為系統的記憶體非常短缺，或者遇到了安全方面的問題。不過有少
數函數在運行失敗時返回的控制代碼值是-1（I N VA L I D _ H A N D L E _ VA L U E）。例如，如果C r e a t e F i l e
未能開啟指定的檔案，那麼它將返回I N VA L I D _ H A N D L E _ VA L U E，而不是返回N U L L。當查看
建立核心對象的函數傳回值時，必須格外小心。特別要注意的是，只有當調用C r e a t e F i l e函數時，
才能將該值與I N VA L I D _ H A N D L E _ VA L U E進行比較。