MFC 学习的基本概念
说的确切一点,句柄实际上是一种指向某种资源的指针,但与指针又有所不同:指针对应着一个数据在内存中的地址,得到了指针就可以自由地修改该数据。 Windows并不希望一般程序修改其内部数据结构,因为这样太不安全。所以Windows给每个使用GlobalAlloc等函数声明的内存区域指定一个句柄(本质上仍是一个指针,但不要直接操作它),平时你只是在调用API函数时利用这个句柄来说明要操作哪段内存。当你需要对某个内存进行直接操作时,可以使用GlobalLock锁住这段内存并获得指针来直接进行操作。
{
单从概念上讲,句柄指一个对象的标识,而指针是一个对象的首地址。从实际处理的角度讲,即可以把句柄定义为指针,又可以把它定义为同类对象数组的索引,这两种处理方法都有优缺点,至于选用哪种方式,完全应该看实际需要,这可以说是一种程序设计上的技巧。那种单纯认为句柄是指针或索引的想法都是机械的、不确切的。
其实,在Windows中类似的处理是很多的、很灵活的。再举个相似的例子:
我们知道,在Windows中有个函数叫做CallWindowProc。顾名思义,它的作用就是向指定的窗口过程传递一个消息。你也许会想,既然我已经有了窗口过程的指针,为什么我不可以直接通过这个指针调用该函数(这是C语言的内建功能)?事实上,在Win16中确实可以这么做,因为GetWindowLong返回的确实是该函数的指针。但在Win32下,GetWindowLong返回的并不是该函数的指针,而是一个包含函数指针的数据结构的指针(MSDN上说返回的是一个窗口函数地址或它的句柄,就是指的这种情况)。该数据结构是可变的,但只要你使用CallWindowProc来调用的话是不会出错的。这里我们又看到使用句柄处理带来的好处。(补充说明一点:微软在这里之所以这么处理,是为了解决16位/32位以及ANSI/UNICODE的转化问题)
编辑本段解疑
定义
句柄是什么?
在windows中,句柄是和对象一一对应的32位无符号整数值。对象可以映射到唯
一的句柄,句柄也可以映射到唯一的对象。
用途
为什么我们需要句柄?
更准确地说,是windows需要句柄。windows需要向程序员提供必要地编程接口
,在这些接口中,允许程序员访问、创建和销毁对象。但是,出于封装地考虑,wi
ndows并不想向程序员返回指针。指针包含了太多的信息。首先指针给出了对象存储
的确切位置;其次,要操作一个指针,程序员必须知道指针所指对象的内部结构特
征,也即,windows必须向程序员暴露相应的数据结构,而这些数据结构也许是操作
系统想向程序员隐藏的。
如果说COM技术向用户隐藏了数据,只暴露了接口并只允许按接口定义的方法操
作数据的话,句柄这种方式则允许你按自己的方式直接操作数据,但windows又不向
你直接暴露数据。直接操作数据是程序员需要的,不暴露数据是windows所需要的,
句柄封装方式实现了各取所需。
映射
句柄如何与对象映射
封装背后,必须有一个地方可以实现解码,以实现句柄和对象的相互转换。在
windows中,存在两种映射方式:
a. 全等映射。也即,句柄本身就是一个指针。映射在这里只是类型转换而已。
这种情况有,进程实例句柄或模块句柄,以及资源句柄等等。
b. 基于表格的映射。这是对象指针与句柄之间最普通的映射机制。操作系统创
建表格,并保存所有要考虑的对象。需要创建新对象时,要先在表格中找到空入口
,然后把表示对象的数据添入其中。当对象被删除时,它的数据成员和其在表中的
入口被释放。
实现
句柄的定义和实现
我们以GDI对象为例进行讨论。创建了GDI对象,就会得到该对象的句柄。句柄
的对象可能是HBRUSH、HPEN、HFONT或HDC中的一种,这依赖于你创建 的GDI对象类
型。但是最普通的GDI对象类型是HGDIOBJ。HGDIOBJ被定义成空指针。
HPEN的实际编译类型定义随编译时间宏STRICT的不同而不同。如果STRCIT已经
被定义了,HPEN是这样的:
struct HPEN__ {int unused};
typedef struct HPEN__ HPEN;
如果STRICT没有定义,HPEN是这样定义的:
typedef void HANDLE;
typedef HANDLE HPEN;
上面这段代码是一个注重细节的程序员最接近句柄的地方,因此我们重点分析
一下。这里有一点点技巧。如果定义了STRICT宏,HPEN是指向有单个未使用字段的
结构的指针,否则HPEN是空指针。C/C++编译器允许把任何类型的指针作为空指什传
递,反之则不可以。两个不同类型的非空指针是互不兼容的。在STRICT版本中,编
译对GDI对象句柄的不正确混用将给出警告,对于非GDI句柄,如HWND、HMENU的不正
确混用也会给出警告,从而使程序在编译器得到更STRICT的检查。
接下来的分析可能不那么令你感兴趣,但它更深刻地揭示了句柄。对GDI句柄来
说,尽管windows头文件把它定义成指针,但如果你仔细检查这些句柄的值,它根本
就不像指针,这也是为什么我说它只是一个32位无符整数值的原因。对句柄就是指
针的情况,这句话也仍然适用。让我们随意地生成一些句柄,比如你用GetStockOb
ject()以得到一些句柄,你会发现,它们的值总在区间0x01900011到0xba040389。
前者指向用户区中的未分配的无效区域,后者指向内核地址空间。另外你可能发现
,两个句柄之间的值可能只差数值1,这也说明GDI句柄不是指针。
和多数人想象的不一样,句柄也不是一个单纯的索引值。对GDI对象句柄来说,
GDI句柄由8位 、1位堆对象标记(表明对象是否创建在堆中)、7位对象类型信息和
高4位为0的16位索引组成,如:
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 位引用计数 |堆 | 对象类型7 | 16位索引 |
标
记
在这里你可以看到,对GDI来说,它只使用了16位作为索引。这意味着一个进程最多只
可以创建小于64K个句柄,实际上受其他一些限制,整个Windows系统中大概可以容纳约
16384(0x4000)个GDI对象。
转载于:https://blog.51cto.com/lscheng/629979
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