用C語言編寫Windows服務程序的五個步驟

 Windows服務被設計用於需要在後臺運行的應用程序以及實現沒有用戶交互的任務。爲了學習這種控制檯應用程序的基礎知識,C(不是C++)是最佳選擇。本文將建立並實現一個簡單的服務程序,其功能是查詢系統中可用物理內存數量,然後將結果寫入一個文本文件。最後,你可以用所學知識編寫自己的 Windows 服務。

  當初我寫第一個 NT 服務時,我到 MSDN 上找例子。在那裏我找到了一篇 Nigel Thompson 寫的文章:“Creating a Simple Win32 Service in C++”,這篇文章附帶一個 C++ 例子。雖然這篇文章很好地解釋了服務的開發過程,但是,我仍然感覺缺少我需要的重要信息。我想理解通過什麼框架,調用什麼函數,以及何時調用,但 C++ 在這方面沒有讓我輕鬆多少。面向對象的方法固然方便,但由於用類對底層 Win32 函數調用進行了封裝,它不利於學習服務程序的基本知識。這就是爲什麼我覺得 C 更加適合於編寫初級服務程序或者實現簡單後臺任務的服務。在你對服務程序有了充分透徹的理解之後,用 C++ 編寫才能遊刃有餘。當我離開原來的工作崗位,不得不向另一個人轉移我的知識的時候,利用我用 C 所寫的例子就非常容易解釋 NT 服務之所以然。
  服務是一個運行在後臺並實現勿需用戶交互的任務的控制檯程序。Windows NT/2000/XP 操作系統提供爲服務程序提供專門的支持。人們可以用服務控制面板來配置安裝好的服務程序,也就是 Windows 2000/XP 控制面板|管理工具中的“服務”(或在“開始”|“運行”對話框中輸入 services.msc /s——譯者注)。可以將服務配置成操作系統啓動時自動啓動,這樣你就不必每次再重啓系統後還要手動啓動服務。
  本文將首先解釋如何創建一個定期查詢可用物理內存並將結果寫入某個文本文件的服務。然後指導你完成生成,安裝和實現服務的整個過程。
  第一步:主函數和全局定義
  首先,包含所需的頭文件。例子要調用 Win32 函數(windows.h)和磁盤文件寫入(stdio.h):
以下是引用片段:
  #include
  #include
  接着,定義兩個常量:
以下是引用片段:
  #define SLEEP_TIME 5000
  #define LOGFILE "C:\\MyServices\\memstatus.txt"
  SLEEP_TIME 指定兩次連續查詢可用內存之間的毫秒間隔。在第二步中編寫服務工作循環的時候要使用該常量。
  LOGFILE 定義日誌文件的路徑,你將會用 WriteToLog 函數將內存查詢的結果輸出到該文件,WriteToLog 函數定義如下:
以下是引用片段:
  int WriteToLog(char* str)
  {
  FILE* log;
  log = fopen(LOGFILE, "a+");
  if (log == NULL)
  return -1;
  fprintf(log, "%s\n", str);
  fclose(log);
  return 0;
  }
  聲明幾個全局變量,以便在程序的多個函數之間共享它們值。此外,做一個函數的前向定義:
以下是引用片段:
  SERVICE_STATUS ServiceStatus;
  SERVICE_STATUS_HANDLE hStatus;
  void ServiceMain(int argc, char** argv);
  void ControlHandler(DWORD request);
  int InitService();
  現在,準備工作已經就緒,你可以開始編碼了。服務程序控制臺程序的一個子集。因此,開始你可以定義一個 main 函數,它是程序的入口點。對於服務程序來說,main 的代碼令人驚訝地簡短,因爲它只創建分派表並啓動控制分派機。
以下是引用片段:
  void main()
  {
  SERVICE_TABLE_ENTRY ServiceTable[2];
  ServiceTable[0].lpServiceName = "MemoryStatus";
  ServiceTable[0].lpServiceProc = (LPSERVICE_MAIN_FUNCTION)ServiceMain;
  ServiceTable[1].lpServiceName = NULL;
  ServiceTable[1].lpServiceProc = NULL;
  // 啓動服務的控制分派機線程
  StartServiceCtrlDispatcher(ServiceTable);
  }
  一個程序可能包含若干個服務。每一個服務都必須列於專門的分派表中(爲此該程序定義了一個 ServiceTable 結構數組)。這個表中的每一項都要在 SERVICE_TABLE_ENTRY 結構之中。它有兩個域:
  lpServiceName: 指向表示服務名稱字符串的指針;當定義了多個服務時,那麼這個域必須指定;
  lpServiceProc: 指向服務主函數的指針(服務入口點);
  分派表的最後一項必須是服務名和服務主函數域的 NULL 指針,文本例子程序中只宿主一個服務,所以服務名的定義是可選的。
  服務控制管理器(SCM:Services Control Manager)是一個管理系統所有服務的進程。當 SCM 啓動某個服務時,它等待某個進程的主線程來調用 StartServiceCtrlDispatcher 函數。將分派表傳遞給 StartServiceCtrlDispatcher。這將把調用進程的主線程轉換爲控制分派器。該分派器啓動一個新線程,該線程運行分派表中每個服務的 ServiceMain 函數(本文例子中只有一個服務)分派器還監視程序中所有服務的執行情況。然後分派器將控制請求從 SCM 傳給服務。
  注意:如果 StartServiceCtrlDispatcher 函數30秒沒有被調用,便會報錯,爲了避免這種情況,我們必須在 ServiceMain 函數中(參見本文例子)或在非主函數的單獨線程中初始化服務分派表。本文所描述的服務不需要防範這樣的情況。
  分派表中所有的服務執行完之後(例如,用戶通過“服務”控制面板程序停止它們),或者發生錯誤時。StartServiceCtrlDispatcher 調用返回。然後主進程終止。
  第二步:ServiceMain 函數
  Listing 1 展示了 ServiceMain 的代碼。該函數是服務的入口點。它運行在一個單獨的線程當中,這個線程是由控制分派器創建的。ServiceMain 應該儘可能早早爲服務註冊控制處理器。這要通過調用 RegisterServiceCtrlHadler 函數來實現。你要將兩個參數傳遞給此函數:服務名和指向 ControlHandlerfunction 的指針。
  它指示控制分派器調用 ControlHandler 函數處理 SCM 控制請求。註冊完控制處理器之後,獲得狀態句柄(hStatus)。通過調用 SetServiceStatus 函數,用 hStatus 向 SCM 報告服務的狀態。
  Listing 1 展示瞭如何指定服務特徵和其當前狀態來初始化 ServiceStatus 結構,ServiceStatus 結構的每個域都有其用途:
  dwServiceType:指示服務類型,創建 Win32 服務。賦值 SERVICE_WIN32;
  dwCurrentState:指定服務的當前狀態。因爲服務的初始化在這裏沒有完成,所以這裏的狀態爲 SERVICE_START_PENDING;
  dwControlsAccepted:這個域通知 SCM 服務接受哪個域。本文例子是允許 STOP 和 SHUTDOWN 請求。處理控制請求將在第三步討論;
  dwWin32ExitCode 和 dwServiceSpecificExitCode:這兩個域在你終止服務並報告退出細節時很有用。初始化服務時並不退出,因此,它們的值爲 0;
  dwCheckPoint 和 dwWaitHint:這兩個域表示初始化某個服務進程時要30秒以上。本文例子服務的初始化過程很短,所以這兩個域的值都爲 0。
  調用 SetServiceStatus 函數向 SCM 報告服務的狀態時。要提供 hStatus 句柄和 ServiceStatus 結構。注意 ServiceStatus 一個全局變量,所以你可以跨多個函數使用它。ServiceMain 函數中,你給結構的幾個域賦值,它們在服務運行的整個過程中都保持不變,比如:dwServiceType。
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