Windows 服務被設計用于需要在后臺運行的應用程序以及實現(xiàn)沒有用戶交互的任務。為了學習這種控制臺應用程序的基礎知識，C(不是C++)是最佳選擇。本文將建立并實現(xiàn)一個簡單的服務程序，其功能是查詢系統(tǒng)中可用物理內(nèi)存數(shù)量，然后將結果寫入一個文本文件。最后，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。在那里我找到了一篇 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(fā)過程，但是，我仍然感覺缺少我需要的重要信息。我想理解通過什么框架，調(diào)用什么函數(shù)，以及何時調(diào)用，但 C++ 在這方面沒有讓我輕松多少。面向對象的方法固然方便，但由于用類對底層 Win32 函數(shù)調(diào)用進行了封裝，它不利于學習服務程序的基本知識。這就是為什么我覺得 C 更加適合于編寫初級服務程序或者實現(xiàn)簡單后臺任務的服務。在你對服務程序有了充分透徹的理解之后，用 C++ 編寫才能游刃有余。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。
服務是一個運行在后臺并實現(xiàn)勿需用戶交互的任務的控制臺程序。Windows NT/2000/XP 操作系統(tǒng)提供為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)?？梢詫⒎张渲贸刹僮飨到y(tǒng)啟動時自動啟動，這樣你就不必每次再重啟系統(tǒng)后還要手動啟動服務。
本文將首先解釋如何創(chuàng)建一個定期查詢可用物理內(nèi)存并將結果寫入某個文本文件的服務。然后指導你完成生成，安裝和實現(xiàn)服務的整個過程。
第一步：主函數(shù)和全局定義
首先，包含所需的頭文件。例子要調(diào)用 Win32 函數(shù)(windows.h)和磁盤文件寫入(stdio.h)：
#include
#include
接著，定義兩個常量：
#define SLEEP_TIME 5000
#define LOGFILE "C:\MyServices\memstatus.txt"
SLEEP_TIME 指定兩次連續(xù)查詢可用內(nèi)存之間的毫秒間隔。在第二步中編寫服務工作循環(huán)的時候要使用該常量。
LOGFILE 定義日志文件的路徑，你將會用 WriteToLog 函數(shù)將內(nèi)存查詢的結果輸出到該文件，WriteToLog 函數(shù)定義如下：
int WriteToLog(char* str)
{
FILE* log;
log = fopen(LOGFILE, "a+");
if (log == NULL)
return -1;
fprintf(log, "%sn", str);
fclose(log);
return 0;
}
聲明幾個全局變量，以便在程序的多個函數(shù)之間共享它們值。此外，做一個函數(shù)的前向定義：
SERVICE_STATUS ServiceStatus;
SERVICE_STATUS_HANDLE hStatus;
void ServiceMain(int argc, char** argv);
void ControlHandler(DWORD request);
int InitService();
現(xiàn)在，準備工作已經(jīng)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(shù)，它是程序的入口點。對于服務程序來說，main 的代碼令人驚訝地簡短，因為它只創(chuàng)建分派表并啟動控制分派機。
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;
// 啟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于專門的分派表中(為此該程序定義了一個 ServiceTable 結構數(shù)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，那么這個域必須指定;
lpServiceProc: 指向服務主函數(shù)的指針(服務入口點);
分派表的最后一項必須是服務名和服務主函數(shù)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(tǒng)所有服務的進程。當 SCM 啟動某個服務時，它等待某個進程的主線程來調(diào)用 StartServiceCtrlDispatcher 函數(shù)。將分派表傳遞給 StartServiceCtrlDispatcher。這將把調(diào)用進程的主線程轉換為控制分派器。該分派器啟動一個新線程，該線程運行分派表中每個服務的 ServiceMain 函數(shù)(本文例子中只有一個服務)分派器還監(jiān)視程序中所有服務的執(zhí)行情況。然后分派器將控制請求從 SCM 傳給服務。
注意：如果 StartServiceCtrlDispatcher 函數(shù)30秒沒有被調(diào)用，便會報錯，為了避免這種情況，我們必須在 ServiceMain 函數(shù)中(參見本文例子)或在非主函數(shù)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范這樣的情況。
分派表中所有的服務執(zhí)行完之后(例如，用戶通過“服務”控制面板程序停止它們)，或者發(fā)生錯誤時。StartServiceCtrlDispatcher 調(diào)用返回。然后主進程終止
第二步：ServiceMain 函數(shù)
Listing 1 展示了 ServiceMain 的代碼。該函數(shù)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(chuàng)建的。ServiceMain 應該盡可能早早為服務注冊控制處理器。這要通過調(diào)用 RegisterServiceCtrlHadler 函數(shù)來實現(xiàn)。你要將兩個參數(shù)傳遞給此函數(shù)：服務名和指向 ControlHandlerfunction 的指針。
它指示控制分派器調(diào)用 ControlHandler 函數(shù)處理 SCM 控制請求。注冊完控制處理器之后，獲得狀態(tài)句柄(hStatus)。通過調(diào)用 SetServiceStatus 函數(shù)，用 hStatus 向 SCM 報告服務的狀態(tài)。
Listing 1 展示了如何指定服務特征和其當前狀態(tài)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(chuàng)建 Win32 服務。賦值 SERVICE_WIN32;
dwCurrentState：指定服務的當前狀態(tài)。因為服務的初始化在這里沒有完成，所以這里的狀態(tài)為 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并報告退出細節(jié)時很有用。初始化服務時并不退出，因此，它們的值為 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為 0。
調(diào)用 SetServiceStatus 函數(shù)向 SCM 報告服務的狀態(tài)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(shù)使用它。ServiceMain 函數(shù)中，你給結[!--empirenews.page--]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。
在報告了服務狀態(tài)之后，你可以調(diào)用 InitService 函數(shù)來完成初始化。這個函數(shù)只是添加一個說明性字符串到日志文件。如下面代碼所示：
// 服務初始化
int InitService()
{
int result;
result = WriteToLog("Monitoring started.");
return(result);
}
在 ServiceMain 中，檢查 InitService 函數(shù)的返回值。如果初始化有錯(因為有可能寫日志文件失敗)，則將服務狀態(tài)置為終止并退出 ServiceMain：
error = InitService();
if (error)
{
// 初始化失敗，終止服務
ServiceStatus.dwCurrentState = SERVICE_STOPPED;
ServiceStatus.dwWin32ExitCode = -1;
SetServiceStatus(hStatus, &ServiceStatus);
// 退出 ServiceMain
return;
}
如果初始化成功，則向 SCM 報告狀態(tài)：
// 向 SCM 報告運行狀態(tài)
ServiceStatus.dwCurrentState = SERVICE_RUNNING;
SetServiceStatus (hStatus, &ServiceStatus);
接著，啟動工作循環(huán)。每五秒鐘查詢一個可用物理內(nèi)存并將結果寫入日志文件。
如 Listing 1 所示，循環(huán)一直到服務的狀態(tài)為 SERVICE_RUNNING 或日志文件寫入出錯為止。狀態(tài)可能在 ControlHandler 函數(shù)響應 SCM 控制請求時修改。
第三步：處理控制請求
在第二步中，你用 ServiceMain 函數(shù)注冊了控制處理器函數(shù)?？刂铺幚砥髋c處理各種 Windows 消息的窗口回調(diào)函數(shù)非常類似。它檢查 SCM 發(fā)送了什么請求并采取相應行動。
每次你調(diào)用 SetServiceStatus 函數(shù)的時候，必須指定服務接收 STOP 和 SHUTDOWN 請求。Listing 2 示范了如何在 ControlHandler 函數(shù)中處理它們。
STOP 請求是 SCM 終止服務的時候發(fā)送的。例如，如果用戶在“服務”控制面板中手動終止服務。SHUTDOWN 請求是關閉機器時，由 SCM 發(fā)送給所有運行中服務的請求。兩種情況的處理方式相同：
寫日志文件，監(jiān)視停止;
向 SCM 報告 SERVICE_STOPPED 狀態(tài);
由于 ServiceStatus 結構對于整個程序而言為全局量，ServiceStatus 中的工作循環(huán)在當前狀態(tài)改變或服務終止后停止。其它的控制請求如：PAUSE 和 CONTINUE 在本文的例子沒有處理。
控制處理器函數(shù)必須報告服務狀態(tài)，即便 SCM 每次發(fā)送控制請求的時候狀態(tài)保持相同。因此，不管響應什么請求，都要調(diào)用 SetServiceStatus。
圖一 顯示 MemoryStatus 服務的服務控制面板
第四步：安裝和配置服務
程序編好了，將之編譯成 exe 文件。本文例子創(chuàng)建的文件叫 MemoryStatus.exe，將它拷貝到 C:MyServices 文件夾。為了在機器上安裝這個服務，需要用 SC.EXE 可執(zhí)行文件，它是 Win32 Platform SDK 中附帶的一個工具。(譯者注：Visaul Studio .NET 2003 IDE 環(huán)境中也有這個工具，具體存放位置在：C:Program FilesMicrosoft Visual Studio .NET 2003Common7ToolsBinwinnt)。使用這個實用工具可以安裝和移除服務。其它控制操作將通過服務控制面板來完成。以下是用命令行安裝 MemoryStatus 服務的方法：
sc create MemoryStatus binpath= c:MyServicesMemoryStatus.exe[!--empirenews.page--]
發(fā)出此創(chuàng)建命令。指定服務名和二進制文件的路徑(注意 binpath= 和路徑之間的那個空格)。安裝成功后，便可以用服務控制面板來控制這個服務(參見圖一)。用控制面板的工具欄啟動和終止這個服務。
圖二 MemoryStatus 服務的屬性窗口
MemoryStatus 的啟動類型是手動，也就是說根據(jù)需要來啟動這個服務。右鍵單擊該服務，然后選擇上下文菜單中的“屬性”菜單項，此時顯示該服務的屬性窗口。在這里可以修改啟動類型以及其它設置。你還可以從“常規(guī)”標簽中啟動/停止服務。以下是從系統(tǒng)中移除服務的方法：
sc delete MemoryStatus
指定 “delete” 選項和服務名。此服務將被標記為刪除，下次西通重啟后，該服務將被完全移除。
第五步：測試服務
從服務控制面板啟動 MemoryStatus 服務。如果初始化不出錯，表示啟動成功。過一會兒將服務停止。檢查一下 C:MyServices 文件夾中 memstatus.txt 文件的服務輸出。在我的機器上輸出是這樣的：
Monitoring started.
273469440
273379328
273133568
273084416
Monitoring stopped.
為了測試 MemoryStatus 服務在出錯情況下的行為，可以將 memstatus.txt 文件設置成只讀。這樣一來，服務應該無法啟動。
去掉只讀屬性，啟動服務，在將文件設成只讀。服務將停止執(zhí)行，因為此時日志文件寫入失敗。如果你更新服務控制面板的內(nèi)容，會發(fā)現(xiàn)服務狀態(tài)是已經(jīng)停止。
開發(fā)更大更好的服務程序
理解 Win32 服務的基本概念，使你能更好地用 C++ 來設計包裝類。包裝類隱藏了對底層 Win32 函數(shù)的調(diào)用并提供了一種舒適的通用接口。修改 MemoryStatus 程序代碼，創(chuàng)建滿足自己需要的服務!為了實現(xiàn)比本文例子所示范的更復雜的任務，你可以創(chuàng)建多線程的服務，將作業(yè)劃分成幾個工作者線程并從 ServiceMain 函數(shù)中監(jiān)視它們的執(zhí)行。
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