推动Windows的限制：USER和GDI对象

到目前为止，在“推动Windows系列的极限”中，我主要关注由Windows操作系统内核管理的资源，包括物理和虚拟内存，分页和非分页池，进程，线程和句柄。然而，在本文和下一篇文章中，我将探索Windows窗口管理器USER和GDI对象管理的两个资源，这些资源表示窗口元素（如窗口和菜单）和图形构造（如钢笔，画笔和绘图表面）。就像我在之前的文章中讨论的其他资源一样，耗尽各种USER和GDI资源限制可能导致不可预知的行为，包括应用程序故障和不可用的系统。

与往常一样，我建议您在此之前阅读以前的帖子，因为与USER和GDI资源相关的一些限制是基于我所介绍的限制。这是我的另一个推动Windows的限制职位的完整索引：

推动Windows的限制：物理内存

推动Windows的限制：虚拟内存

推动Windows的限制：分页和非分页池

推动Windows的限制：进程和线程

推动Windows的限制：把手

会话，窗口站点和桌面

有一些概念使得USER对象，GDI对象和系统之间的关系更加清晰。首先是会议。会话表示交互式用户登录，它具有自己的键盘，鼠标和显示器，并表示安全性和资源边界。

会话概念是在Windows NT 4终端服务器版本中首次引入终端服务（现称为远程桌面服务），其中物理显示，键盘和鼠标概念已为每个交互式远程登录系统的用户虚拟化，终端核心服务功能已内置到Windows 2000 Server中。在Windows XP中，利用会话来创建快速用户切换（FUS）功能，使您可以在同一物理显示屏，键盘和鼠标上的多个交互式登录之间进行切换。

因此，会话可以与连接到系统的物理显示器和输入设备连接，与远程桌面客户端应用程序呈现的逻辑显示器和输入设备连接，或者当您从远程桌面客户端应用程序切换时处于断开状态与快速用户切换的会话或终止远程桌面客户端连接而不注销会话。

每个进程都与特定的会话相关联，您可以在将会话列添加到Sysinternals Process Explorer时看到该会话。这个屏幕截图中，我已经折叠了进程树，只显示没有父进程的进程，它来自于远程桌面服务（RDS - 以前的终端服务器服务）系统，该系统有四个活动会话：会话0是专用会话，系统进程在Windows Vista及更高版本上执行; 第一部分是我写这篇文章的部分; 会话2是从另一个系统同时登录的另一个用户帐户的会话; 最后，会话3是远程桌面服务主动创建的，以便为下一个交互式登录做好准备：

由于每个进程都与一个特定的会话相关联，操作系统通常只需要访问当前进程会话的会话特定数据，所以Windows在进程的虚拟地址空间中定义了一个进程会话数据视图。因此，当系统在不同进程的线程之间切换时，也切换地址空间，切换当前会话视图。例如，当Session 0的Csrss.exe进程是当前进程时，地址空间映射包括系统地址空间（包括在每个进程的地址空间中），Csrs的地址空间和Session 0地址空间。映射会话数据的内存区域被称为会话视图空间或会话空间。当系统从会话1的资源管理器进程切换到线程时，映射会相应地改变，

请注意，对于32位Windows Vista及更高版本，该数字并不完全正确，因为动态系统地址空间意味着会话空间不一定是连续的，并且可以根据需要在这些系统上进行增减。

下一个概念是桌面，一个由窗口管理器定义的对象，用于表示包含与桌面相关的窗口的虚拟显示（注意，这不同于桌面的资源管理器定义，这是用户使用快捷方式和其他对象的目录用户放置在那里）。默认的桌面被命名为“默认”，但是应用程序可以创建额外的桌面并将连接切换到逻辑显示，Sysinternals Desktops公用程序用来创建最多四个用户可以切换的虚拟桌面。

最后，为了支持与同一窗口管理器实例相关联的多个虚拟显示器，窗口管理器定义窗口站对象。一个窗口站与一个特定的会话相关联，一个会话可以有多个窗口站，但是每个会话只有一个名为Winsta0的交互式窗口站，可以连接物理或逻辑显示器，键盘和鼠标; 其他窗口站基本上是“无头的”，对它们的支持仅仅是为了隔离期望窗口管理器服务的流程，但是不应该这样做。例如，系统为与帐户中运行的进程关联的每个服务帐户创建非交互式窗口工作站，因为Windows服务不应显示用户界面。

通过使用Sysinternals Winobj工具查看\ Windows目录下的对象管理器命名空间（查看目录需要以管理权限运行提升），可以看到与会话0相关的窗口工作站。在这里，您可以看到Microsoft Windows搜索服务创建的窗口工作站在三个内置服务帐户（系统，网络服务和本地服务）以及会话0的交互式窗口工作站的每个窗口工作站中运行搜索过滤器：

您可以在对象管理器命名空间的Sessions目录中看到与其他会话关联的窗口工作站。这里是唯一的窗口站，与我的登录会话相关的交互式WinSta0窗口站：

此图显示了一个系统的会话，窗口工作站和桌面之间的关系，该系统有一个用户在物理控制台上登录到Session1，另一个用户通过远程桌面连接登录到会话2，用户运行虚拟桌面实用程序并切换显示到Desktop1。

除了与特定会话相关联外，进程还与特定的窗口工作站和桌面相关联，但进程可以在两者之间进行切换，并且线程可以在桌面之间进行切换。因此，每个进程的关联可以用一个分层的路径来表示：“Session 1 \ WinSta0 \ Default”。在大多数情况下，您可以通过查看Process Explorer句柄视图中的句柄表来间接确定哪个窗口工作站和桌面连接了一个进程，以查看已打开的对象的名称。浏览器进程的句柄表的这个屏幕截图显示它连接到会话1的WinSta0上的默认桌面：

用户对象

掌握基本概念之后，我们首先将注意力转向USER对象。USER对象从它们表示桌面，窗口，菜单，游标，图标和加速器表（菜单键盘快捷键）等用户界面元素的名称中获取它们的名称。尽管USER对象与特定的桌面相关联，但是它们必须可以从会话的所有桌面访问，例如，允许在一个桌面上的进程注册可以在任何桌面上输入的热键。出于这个原因，窗口管理器将作用范围的USER对象标识符分配给窗口站。

窗口管理器施加的基本限制是没有进程可以创建超过10,000个USER对象。这种限制试图防止单个进程耗尽与USER对象相关的资源，或者是因为它使用可能会创建过多数量的对象的算法进行编程，或者是因为它通过分配来泄漏对象，而不是在使用它们时删除它们。通过使用-u开关运行Sysinternals Testlimit实用程序，可以轻松验证此限制，它指示Testlimit创建尽可能多的USER对象：

窗口管理器会跟踪一个进程分配的USER对象的数量，当您将USER对象列添加到Process Explorer的显示器时，您可以看到这些对象，这样您就可以在分配的进程对象数量上保持选项卡。该屏幕截图显示，正如所料，Windows系统进程（包括Lsass.exe（本地安全机构子系统））和服务进程（如Svchost）不会分配USER对象，因为它们没有用户界面：

Process Explorer显示一个进程在进程属性对话框的性能页面上分配的USER对象的数量：

USER对象数量的一个基本限制来自于它们的标识符是在Windows的第一个版本（它们是16位）中的16位值。当在以后的版本中添加32位支持时，USER标识符必须保持限制为16位值，以便16位进程可以与由32位进程创建的窗口和其他USER对象交互。因此，65,535（2 ^ 16）是可以在会话上创建的USER对象总数的限制（由于历史原因，窗口必须有偶数标识符，因此每个会话最多可以有32,768个窗口）。您可以通过使用-u开关运行Testlimit的多个副本来验证此限制，直到无法再创建为止。假设您已经运行的进程没有使用过多的对象，

请确保您已准备好在您执行此操作时将系统硬盘关闭，因为桌面可能无法使用。许多操作，比如甚至打开开始菜单的关闭菜单，都需要USER对象，当没有更多的操作可以被分配时，系统会以奇怪的方式运行。我甚至无法通过在USER对象耗尽之后单击其关闭菜单按钮来终止我运行的记事本程序。

到目前为止，我只谈到与进程或窗口工作站可以分配的绝对数量的USER对象相关的限制，但是还有其他用于USER对象本身的存储器的限制。每个桌面都有自己的内存区域，称为桌面堆，从桌面堆上分配大多数USER对象。因为桌面堆被存储在会话空间中，并且32位地址空间限制了内核模式地址空间的数量，所以桌面堆的大小被限制在相对适中的量。它们的大小也有所不同，具体取决于所使用的桌面类型以及系统是32位还是64位系统。

Matthew Justice的桌面堆概述和桌面堆，第2部分来自NT调试博客的文章在通过Windows Vista SP1记录桌面堆大小方面做得非常出色。此表总结了Windows Server 2008 R2之间的Windows版本的大小：

	交互式桌面	非交互式桌面	Winlogon桌面	断开桌面
Windows XP 32位	3 MB	512 KB	128 KB	64 KB
Windows Server 2003 32位	3 MB	512 KB	128 KB	64 KB
Windows Server 2003 64位	20 MB	768 KB	192 KB	96 KB
Windows Vista / Windows Server 2008 32位	12 MB	512 KB	128 KB	64 KB
Windows Vista / Windows Server 2008 64位	20 MB	768 KB	192 KB	96 KB
Windows 7 32位	12 MB	512 KB	128 KB	64 KB
Windows 7 / Windows Server 2008 R2 64位	20 MB	768 KB	192 KB	96 KB

值得注意的是，Windows Vista 32位版本的原始版本具有以前的32位版本的Windows所具有的3 MB交互式堆大小。发布之后，我们的遥测显示有些用户偶尔会用完堆，大概是因为他们在内存更多的系统上运行的应用程序更多，所以SP1将大小提高到12 MB。也可以使用Matthew的文章中描述的注册表设置来覆盖默认的桌面堆大小。

在Windows Vista之前的Windows版本中，可以使用Microsoft 桌面堆监视器工具来查看桌面堆的大小以及每个堆大小的使用情况。以下是在32位Windows XP系统上的工具输出，显示在交互式桌面上只有5.6％的堆（172 KB）已被使用：

该工具尚未针对Windows Vista进行更新，因为较新版本Windows上的较大桌面堆大小意味着在其他USER对象限制命中之前，桌面堆很少用尽。但是，您可以使用Testlimit和-u和-i开关来查看交互式桌面堆耗尽情况下系统的行为。交换机组合具有Testlimit创建窗口类的数据结构，具有4 KB额外的类存储，直到失败。以下是在捕获上述桌面堆监视器输出后立即运行时的Testlimit输出。2823 KB加上桌面堆监视器已经分配的172 KB等于约3 MB：

虽然没有办法确定在新系统上有多少堆正在使用，但当堆耗尽时，窗口管理器会将事件写入系统事件日志，以帮助解决窗口管理器问题：

这涵盖了USER对象限制。请继续关注第2部分，我将讨论与窗口管理器GDI对象有关的限制。

推动Windows的限制：USER和GDI对象 - 第1部分相关推荐

GDI对象存储和查看lib文件导出函数
GDI对象存储 C++对象通常存储在栈.堆或者由应用程序通过定制的新操作符分配的任何地址空间里.基本上,它总是存放在用户模式的地址空间里,除非我们正在讨论内核模式设备驱动程序. Win ...
推动Windows的限制：USER和GDI对象 - 第2部分
上次,我介绍了限制以及如何度量两个关键窗口管理器资源USER对象之一的使用情况.这一次,我将介绍其他关键资源,GDI对象.与往常一样,我建议您在此之前阅读以前的帖子,因为与USER和GDI资源相关的一 ...
MFC和Win32之三___CGdiObject类和windows Gdi对象
小结: 前面讲到的windows窗口对象,在windows下用句柄来代表之,并且用了一个数据结构WNDCLASS(窗口类)来描述之.同理,windows的Gdi对象也有一些句柄来代表之(比如hPen等 ...
推动Windows的限制：进程和线程
这是我推行Windows系列的第四篇文章,探讨Windows基础资源的界限.这一次,我将讨论Windows上支持的最大线程数和进程数限制.我将简要介绍一下线程和进程之间的区别,调查线程限制,然后调查进 ...
推动Windows的限制：虚拟内存
在我推出Windows的限制后,我讨论了物理内存限制,包括由许可,实现和驱动程序兼容性施加的限制.这是整个推动限制系列的索引.虽然他们可以独立存在,但他们认为你是按顺序阅读的. 推动Windows的限 ...
推动Windows的限制：物理内存
这是我将在接下来的几个月中编写的第一篇博客文章,名为"推动Windows的限制",介绍Windows和应用程序如何使用特定资源,资源的许可和实现派生限制,如何衡量资源用法以及如何诊 ...
推动Windows的限制：句柄
这是我推出Windows 系列的第五篇文章,在这篇文章中 ,我探索了Windows管理的资源的数量和大小上限,例如物理内存,虚拟内存,进程和线程.这是整个推动限制系列的索引.虽然他们可以独立存在, ...
推动Windows的限制：分页和非分页池
在之前的"极限"帖子中,我描述了两个最基本的系统资源,即物理内存和虚拟内存.这一次我将描述两个基本的内核资源,分页池和非分页池,它们是基于这些资源的,并且直接负责包括最大进程数,同 ...
Windows Azure Storage – 4万亿对象和计数
Window Azure Storage有着惊人增长的一年.我们拥有超过4万亿的存储对象,每秒处理着270,000个请求,顶峰时达到每秒880000个请求. 大约一年前,我们达到了一万亿的目标.然后在 ...

推动Windows的限制：USER和GDI对象 - 第1部分

会话，窗口站点和桌面

用户对象

推动Windows的限制：USER和GDI对象 - 第1部分相关推荐

最新文章

热门文章