Windows程序设计（1）——Win32运行原理（三）

- 进程控制

4 进程控制

4.1 获得系统进程

使用toolhelp模块可以实现获取系统中当前运行当中的进程列表。

思路如下，使用CreateToolhelp32Snapshot函数给当前系统内执行的进程拍快照(Snapshot)，也就是获得了进程列表，这个列表记录着进程的ID、进程对应的可执行文件的名称和创建该进程的进程ID等数据。然后使用Process32First函数和Process32Next函数遍历快照中记录的列表。

#include <windows.h>

#include <TlHelp32.h> // for snapshot

#include <stdio.h>

int main(int argc, char* argv[])

{

    PROCESSENTRY32 pe32;

    int iProcessCount;

    // initial its size

    pe32.dwSize = sizeof(pe32);

    iProcessCount = 0;

    // create snapshot for all processes

    HANDLE hProcessSnap = ::CreateToolhelp32Snapshot(TH32CS_SNAPPROCESS, 0);

    if (hProcessSnap == INVALID_HANDLE_VALUE)

    {

        printf("CreateToolhelp32Snapshot failure!\n");

        exit(1);

    }

    // traversal snapshot

    BOOL bMore = ::Process32First(hProcessSnap, &pe32);

    while (bMore)

    {

        printf("%-20.20s%6u%4u%6u%6u%6u%3ld\n", pe32.szExeFile,

            pe32.th32ProcessID, pe32.cntUsage, pe32.th32DefaultHeapID,

            pe32.th32ModuleID, pe32.th32ParentProcessID, pe32.pcPriClassBase);

        bMore = ::Process32Next(hProcessSnap, &pe32);

        iProcessCount ++;

    }

    // clear snapshot

    ::CloseHandle(hProcessSnap);

    printf("Processes count: %d\n\n", iProcessCount);

    getchar();

    return 0;

}

结果很容易理解。

CreateToolhelp32Snapshot用于获取系统内指定进程的快照，也可以获取这些进程使用的堆、模块、线程的快照。如：

HANDLE WINAPI CreateToolhelp32Snapshot(

    DWORD dwFlags,      // 指定快照内容

    DWORD th32ProcessID // 指定进程ID

);

dwFlags参数可以是如下值：

TH32CS_SNAPHEAPLIST枚举`th32ProcessID参数指定进程中的堆。
TH32CS_SNAPMODULE枚举`th32ProcessID参数指定进程中的模块。
TH32CS_SNAPPROCESS，此时`th32ProcessID参数被忽略。
TH32CS_SNAPTHREAD，此时`th32ProcessID参数被忽略。
TH32CS_SNAPALL，相当于以上4个值的并集。

根据获取快照的不同，使用下面几组函数来获取快照信息：

Heap32ListFirst Heap32ListNext
Module32First Module32Next
Process32First Process32Next
Thread32First Thread32Next
Heap32First Heap32Next

以上函数的第二个参数是指向如下之一结构的指针：

HEAPLIST32
HEAPENTRY32
MODULEENTRY32
THREADENTRY32
PROCESSENTRY32

typedef struct tagHEAPLIST32 {

    DWORD dwSize;

    DWORD th32ProcessID;

    DWORD th32HeapID;

    DWORD dwFlags;

} HEAPLIST32; 

typedef struct tagHEAPENTRY32

{

    DWORD dwSize;

    HANDLE hHandle;

    DWORD dwAddress;

    DWORD dwBlockSize;

    DWORD dwFlags;

    DWORD dwLockCount;

    DWORD dwResvd;

    DWORD th32ProcessID;

    DWORD th32HeapID;

} HEAPENTRY32;

typedef struct tagMODULEENTRY32 {

    DWORD dwSize;

    DWORD th32ModuleID;

    DWORD th32ProcessID;

    DWORD GlblcntUsage;

    DWORD ProccntUsage;

    BYTE *modBaseAddr;

    DWORD modBaseSize;

    HMODULE hModule;

    TCHAR szModule[MAX_MODULE_NAME32 + 1];

    TCHAR szExePath[MAX_PATH];

    DWORD dwFlags

} MODULEENTRY32;

typedef struct tagTHREADENTRY32{

    DWORD dwSize;

    DWORD cntUsage;

    DWORD th32ThreadID;

    DWORD th32OwnerProcessID;

    LONG tpBasePri;

    LONG tpDeltaPri;

    DWORD dwFlags;

    DWORD th32AccessKey;

    DWORD th32CurrentProcessID;

} THREADENTRY32; 

typedef struct tagPROCESSENTRY32 {

    DWORD dwSize;

    DWORD cntUsage;

    DWORD th32ProcessID;

    DWORD th32DefaultHeapID;

    DWORD th32ModuleID;

    DWORD cntThreads;

    DWORD th32ParentProcessID;

    LONG pcPriClassBase;

    DWORD dwFlags;

    TCHAR szExeFile[MAX_PATH];

    DWORD th32MemoryBase;

    DWORD th32AccessKey;

} PROCESSENTRY32;

4.2 终止当前进程

终止一个进程有如下4种方式：

主线程的入口函数返回。
进程中一个线程调用了ExitProcess函数。
此进程中的所有线程都结束了。
其他进程中的一个线程调用了TerminateProcess函数。

最常用的方式是让主线程的入口函数返回。当入口函数返回时，启动函数会调用C/C++运行期退出函数exit，并将用户的返回值传递给它。exit函数会销毁所有的全局的或者静态的C++对象，然后调用系统函数ExitProcess使操作系统终止应用程序。ExitProcess是一个API函数，它会结束当前应用程序的执行，并设置它的退出代码。

VOID ExitProcess(

    UINT uExitCode   // 所有线程的退出代码

);

在程序的任何地方都可以调用ExitProcess，强制当前程序的执行立即结束。这对操作系统来说，是正常的。但对C/C++应用程序应该避免直接调用这个函数。因为这会使C/C++运行期库得不到通知，而没有机会去调用全局的或者静态的C++对象的析构函数。

4.3 终止其他进程

ExitProcess函数只能用来结束当前进程，不能用于结束其他进程。如果要终止其他进程，可以使用TerminateProcess函数。

BOOL TerminateProcess(

    HANDLE hProcess, // 目标进程句柄

    UINT uExitCode   // 目标进程的退出代码

);

前面介绍过，使用CreateProcess函数创建新的进程，会得到新进程的句柄。对于不是自己创建的进程，可以使用OpenProcess函数来取得这进程的访问权限，函数如下:

HANDLE OpenProcess(

    DWORD dwDesiredAccess,  // 访问权限

    BOOL bInheritHandle,    // 返回的句柄是否可被继承

    DWORD dwProcessId       // 要打开的进程的ID

);

参数dwDesiredAccess指定的对进程的访问权限，可以是如下值：

值	说明
PROCESS_ALL_ACCESS	所有可进行的权限
PROCESS_CREATE_PROCESS	创建一个进程
PROCESS_CREATE_THREAD	创建一个线程
PROCESS_DUP_HANDLE	做为`DuplicateHandle`参数
PROCESS_QUERY_INFORMATION	查看进程信息的权限，如优先级类等
PROCESS_QUERY_LIMITED_INFORMATION	需要返回特定信息
PROCESS_SET_INFORMATION	设置进程的优先级
PROCESS_SET_QUOTA	设置内存限制
PROCESS_SUSPEND_RESUME	睡眠和唤醒
PROCESS_TERMINATE	关闭进程
PROCESS_VM_OPERATION	修改进程的地址空间
PROCESS_VM_READ	读进程内存
PROCESS_VM_WRITE	写进程内存
SYNCHRONIZE	等待进程结束

在进程结束后，调用GetExitCodeProcess函数可以取得其退出代码，如果调用时，目标进程还没有结束，此函数会返回STILL_ACTIVE，表示进程还在运行。通过该函数可以检测进程是否结束了。

BOOL GetExitCodeProcess(

    HANDLE hProcess,     // 目标进程句柄

    LPDWORD lpExitCode   // 目标进程的退出句柄

);

如果进程已经结束，其退出代码是通过下面几种方式设置的：

ExitProcess或者TerminateProcess函数中指定。
main或者WinMain的返回值。
由于未处理的异常导致的结束，返回相应的异常值。

一旦进程终止，就会如下事件发生：

所有被这个进程创建的或撕开的对象句柄就会关闭。
此进程内的所有线程将终止执行。
进程内核对象变成受信状态，所有等待在此对象上的线程开始运行，即WaitForSingleObject函数返回。
系统将进程对象中退出代码值由STILL_ACTIVE设置为指定的退出代码。