關於句柄

以下內容摘錄自某論壇:)

1.句柄是什麼?
    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。
2.爲什麼我們需要句柄?
    更準確地說,是windows需要句柄。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、創建和銷燬對象。但是,出於封裝地考慮,wi
ndows並不想向程序員返回指針。指針包含了太多的信息。首先指針給出了對象存儲
的確切位置;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
徵,也即,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,只暴露了接口並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。
3.句柄如何與對象映射?
    封裝背後,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。映射在這裏只是類型轉換而已。
這種情況有,進程實例句柄或模塊句柄,以及資源句柄等等。
    b. 基於表格的映射。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,並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
,然後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對象爲例進行討論。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,這依賴於你創建 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。這裏有一點點技巧。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爲空指什傳
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,對於非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麼令你感興趣,但它更深刻地揭示了句柄。對GDI句柄來
說,儘管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,這也是爲什麼我說它只是一個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,後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位爲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
在這裏你可以看到,對GDI來說,它只使用了16位作爲索引。這意味着一個進程最多隻
可以創建小於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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