内核对象

来源：互联网发布：淘宝美国代购编辑：程序博客网时间：2024/04/30 06:12

内核对象包括符号对象，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，线程对象和等待计算器对象等。

每个内核对象只是一个内存块，只能由该内核访问。该内存是一个数据结构，其成员负责维护该对象的各种信息。有些是所有内核对象都有的，比如安全标识符，使用计数；有些是特有的，比如进程对象有一个进程ID，一个基本优先级和一个退出代码，而一个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。

Windows编程中使用句柄来标识内核对象，并提供一些方法来对内核对象进行操作。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（使用某种形式的进程间的通信）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。

1.1使用计数

用于记录使用该内核对象的进程数。

内核对象建立时，其使用计数置为1，另一个进程访问该对象时，计数增加1。调用CloseHandle时，计数减一。

当进程终止运行时，系统会自动扫描进程的句柄表。如果该表拥有任何无效项目（即在终止进程运行前没有关闭的对象），系统将关闭这些对象句柄。如果这些对象中的任何对象的使用计数降为0，那么内核便撤消该对象。
应用程序在运行时有可能泄漏内核对象，但是当进程终止运行时，系统将能确保所有内容均被正确地清除。另外，这个情况适用于所有对象、资源和内存块，也就是说，当进程终止运行时，系统将保证进程不会留下任何对象。

调用CreateThread可使系统创建一个线程内核对象。该对象的初始使用计数是2（在线程停止运行和从CreateThread返回的句柄关闭之前，线程内核对象不会被撤销）。

1.2安全性

通常用于服务器端编程，不去深究。

数据结构

typedef struct _SECURITY_ATTRIBUTES
{
   DWORD nLength,
   LPVOID lpSecurityDescriptor;
   BOOL bInherttHandle;
} SECURITY_ATTRIBUTES;

初始化

SECURITY_ATTRIBUTES sa;
   sa.nLength = sizeof(sa);       //Used for versioning
   sa.lpSecuntyDescriptor = pSD, //Address of an initialized SD
   sa.bInheritHandle = FALSE;     //Discussed later
   HANDLE hFileMapping = CreateFileMapping(INVALID_HANDLE_VALUE,
      &sa, PAGE_REAOWRITE, 0, 1024, "MyFileMapping");

2进程的内核对象句柄表

进程初始化时，系统为进程创建一个句柄表，该句柄表只能用于内核对象。

表3 - 1 显示了进程的句柄表的样子。可以看到，它只是个数据结构的数组。每个结构都包含一个指向内核对象的指针、一个访问屏蔽和一些标志。

表3-1 进程的句柄结构

索引

内核对象内存块的指针

访问屏蔽（标志位的D W O R D ）

标志（标志位的D W O R D ）

0 x ? ? ? ? ? ? ? ?

...

2.1创建内核对象

进程初始化后，创建如表3—1的内存块。指针为该内核对象在内存中的地址，访问屏蔽置为全部访问权。

用于创建内核对象的函数返回的句柄实际上就是表3-1的句柄结构的索引。注意，句柄的含义并没有记入文档资料，并且可能随时变更。实际上在Windows 2000 中，返回的值用于标识放入进程的句柄表的该对象的字节数，而不是索引号本身。

每当调用一个一个以内核对象句柄为参数的函数时，从内部来说，该函数要访问进程的内核对象句柄表，获取要生成的内核对象的地址，然后生成该对象的数据结构。

如果传递了一个无效索引（句柄），该函数便返回失败，而G e t L a s t E r r o r 则返回6（E R R O R _ I N VA L I D _ H A N D L E ）。由于句柄值实际上是放入进程句柄表的索引，因此这些句柄是与进程相关的，并且不能由其他进程成功地使用。

如果调用一个函数以便创建内核对象，但是调用失败了，那么返回的句柄值通常是0（N U L L ）。发生这种情况是因为系统的内存非常短缺，或者遇到了安全方面的问题。不过有少数函数在运行失败时返回的句柄值是-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未能打开指定的文件，那么它将返回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 。当查看创建内核对象的函数返回值时，必须格外小心。特别要注意的是，只有当调用C r e a t e F i l e 函数时，才能将该值与I N VA L I D _ H A N D L E _ VA L U E 进行比较。

2.2关闭内核对象

BOOL CloseHandle(HANDLE hobj);

在进程运行时，进程有可能泄漏资源（如内核对象）。但是，当进程终止运行时，操作系统能够确保该进程使用的任何资源或全部资源均被释放，这是有保证的。对于内核对象来说，系统将执行下列操作：当进程终止运行时，系统会自动扫描进程的句柄表。如果该表拥有任何无效项目（即在终止进程运行前没有关闭的对象），系统将关闭这些对象句柄。如果这些对象中的任何对象的使用计数降为0 ，那么内核便撤消该对象。

因此，应用程序在运行时有可能泄漏内核对象，但是当进程终止运行时，系统将能确保所有内容均被正确地清除。另外，这个情况适用于所有对象、资源和内存块，也就是说，当进程终止运行时，系统将保证进程不会留下任何对象。

3跨进程共享内核对象

3.1继承性

创建能继承的句柄，父进程必须指定一个S E C U R I T Y _ AT T R I B U T E S 结构并对它进行初始化，然后将该结构的地址传递给特定的C r e a t e 函数。下面的代码用于创建一个互斥对象，并将一个可继承的句柄返回给它：

SECURITY_ATTRIBUTES sa;

sa.nLength = sizeof(sa);

sa.lpSecuntyDescriptor = NULL;

//Make the returned handle inheritable.

sa.bInheritHandle =- TRUE;

HANDLE hMutex = CreateMutex(&sa, FALSE, NULL);

该代码对一个S E C U R I T Y _ AT T R I B U T E S 结构进行初始化，指明该对象应该使用默认安全性（在Windows 98 中该安全性被忽略）来创建，并且返回的句柄应该是可继承的。

使用对象句柄继承性时要执行的下一个步骤是让父进程生成子进程。

BOOL CreateProcess(

PCTSTR pszApplicationName,

PTSTR pszCommandLine,

PSECURITY_ATTRIBUTES psaProcess,

PSECURITY_ATTRIBUTES psaThread,

BOOL bInheritHandles,//若该参数为true，子进程就可以继承父进程的可继承句柄值。

DWORD fdwCreale,

PVOIO pvEnvironment,

PCTSTR pszCurDir,

PSTARTUPINFO psiStartInfo,

PPROCESS_INFORMATION ppiProcInfo);

对象句柄的继承性只有在生成子进程的时候才能使用。如果父进程准备创建带有可继承句柄的新内核对象，.

那么已经在运行的子进程将无法继承这些新句柄。

3.2命名对象

创建内核对象的函数的最后一个参数pszName为对象的名字。若要按名字共享对象，必须为对象赋予一个名字。

注：所有这些对象都共享单个名空间。

调用C r e a t e *函数与调用O p e n *函数之间的主要差别是，如果对象并不存在，那么C r e a t e *函数将创建该对象，

而O p e n *函数则运行失败。