句柄概念
句柄(handle),有多種意義,其中第一種是指程序設(shè)計(jì),第二種是指Windows編程。現(xiàn)在大部分都是指程序設(shè)計(jì)/程序開發(fā)這類。
第一種解釋:句柄是一種特殊的智能指針 。當(dāng)一個(gè)應(yīng)用程序要引用其他系統(tǒng)(如數(shù)據(jù)庫、操作系統(tǒng))所管理的內(nèi)存塊或?qū)ο髸r(shí),就要使用句柄。 第二種解釋:整個(gè)Windows編程的基礎(chǔ)。一個(gè)句柄是指使用的一個(gè)唯一的整數(shù)值,即一個(gè)4字節(jié)(64位程序中為8字節(jié))長的數(shù)值,來標(biāo)識應(yīng)用程序中的不同對象和同類中的不同的實(shí)例,諸如,一個(gè)窗口,按鈕,圖標(biāo),滾動條,輸出設(shè)備,控件或者文件等。應(yīng)用程序能夠通過句柄訪問相應(yīng)的對象的信息,但是句柄不是指針,程序不能利用句柄來直接閱讀文件中的信息。如果句柄不在I/O文件中,它是毫無用處的。 句柄是Windows用來標(biāo)志應(yīng)用程序中建立的或是使用的唯一整數(shù),Windows大量使用了句柄來標(biāo)識對象。
中文名句柄 外文名Handle 定????義OS內(nèi)標(biāo)志程序中建立的唯一整數(shù) 使????用使用的一個(gè)唯一的整數(shù)值 由????來源于內(nèi)存管理機(jī)制—虛擬地址 重要性是整個(gè)windows編程的基礎(chǔ)
1 由來 2 項(xiàng)目包括 3 原理 4 語句 5 作用 6 注意事項(xiàng) 7 編譯原理
目錄
句柄由來
編輯 windows 之所以要設(shè)立句柄,根本上源于內(nèi)存管理機(jī)制的問題—虛擬地址,簡而言之?dāng)?shù)據(jù)的地址需要變動,變動以后就需要有人來記錄管理變動,(就好像戶籍管理一樣),因此系統(tǒng)用句柄來記載數(shù)據(jù)地址的變更。 數(shù)據(jù)對象加載進(jìn)入內(nèi)存中之后即獲得了地址,但是這個(gè)地址并不是固定的,(至于為什么以及什么情況下變動具體需要大家研究虛擬地址的原理與機(jī)制,我這里只提我確定知道的例子)數(shù)據(jù)對象會根據(jù)需要在內(nèi)存與硬盤之間游弋移動(例如不常用的數(shù)據(jù)會為常用數(shù)據(jù)讓出其占用的內(nèi)存空間,進(jìn)而被淘汰進(jìn)硬盤虛擬內(nèi)存之中以優(yōu)化配置整體系統(tǒng)的資源,從而提升效率性能),因此其物理地址總是變動的,那么作為管理者 則必須對 管理對象所發(fā)生的變化了如指掌才行,因此系統(tǒng)為進(jìn)程分配固定的地址(句柄)來存儲進(jìn)程下的數(shù)據(jù)對象變化后的地址,也就是當(dāng)前的地址,其實(shí)設(shè)計(jì)機(jī)制很簡單 :系統(tǒng)的某個(gè)部門移動了對象的地址后,同時(shí)上報(bào)給句柄所屬部門管理者,管理者將改動寫入句柄即可。該數(shù)據(jù)被重新起用時(shí)去其所屬句柄內(nèi)按內(nèi)容存取即可。 句柄,英文:HANDLE,在Windows編程中是一個(gè)很重要的概念,在許多地方都扮演著重要的角色。但由此而產(chǎn)生的句柄概念也大同小異,比如:《Microsoft Windows 3 Developer's Workshop》(Microsoft Press,by Richard Wilton)一書中句柄的概念是:在Windows環(huán)境中,句柄是用來標(biāo)識項(xiàng)目的。 在程序設(shè)計(jì)中,句柄是一種特殊的智能指針 。當(dāng)一個(gè)應(yīng)用程序要引用其他系統(tǒng)(如數(shù)據(jù)庫、操作系統(tǒng))所管理的內(nèi)存塊或?qū)ο髸r(shí),就要使用句柄。 句柄與普通指針的區(qū)別在于,指針包含的是引用對象的內(nèi)存地址,而句柄則是由系統(tǒng)所管理的引用標(biāo)識,該標(biāo)識可以被系統(tǒng)重新定位到一個(gè)內(nèi)存地址上。這種間接訪問對象的模式增強(qiáng)了系統(tǒng)對引用對象的控制。 在上世紀(jì)80年代的操作系統(tǒng)(如Mac OS 和Windows)的內(nèi)存管理中,句柄被廣泛應(yīng)用。Unix系統(tǒng)的文件描述符基本上也屬于句柄。和其它桌面環(huán)境一樣,WindowsAPI大量使用句柄來標(biāo)識系統(tǒng)中的對象,并建立操作系統(tǒng)與用戶空間之間的通信渠道。例如,桌面上的一個(gè)窗體由一個(gè)HWND類型的句柄來標(biāo)識。如今,內(nèi)存容量的增大和虛擬內(nèi)存算法使得更簡單的指針愈加受到青睞,而指向另一指針的那類句柄受到冷落。盡管如此,許多操作系統(tǒng)仍然把指向私有對象的指針以及進(jìn)程傳遞給客戶端的內(nèi)部數(shù)組下標(biāo)稱為句柄。[1]句柄項(xiàng)目包括
編輯 *.模塊(module) *.任務(wù)(task) *.實(shí)例(instance) *.文件(file) *.內(nèi)存塊(block of memory) *.菜單(menu) *.控件(control) *.字體(font) *.資源(resource),包括圖標(biāo)(icon),光標(biāo)(cursor),字符串(string)等 *.GDI對象(GDI object),包括位圖(bitmap),畫刷(brush),元文件(metafile),調(diào)色板(palette),畫筆(pen),區(qū)域(region),以及設(shè)備描述表(device context)。句柄原理
編輯 WINDOWS程序中并不是用物理地址來標(biāo)識一個(gè)內(nèi)存塊,文件,任務(wù)或動態(tài)裝入模塊的。相反,WINDOWS API給這些項(xiàng)目分配確定的句柄,并將句柄返回給應(yīng)用程序,然后通過句柄來進(jìn)行操作。 在《WINDOWS編程短平快》(南京大學(xué)出版社)一書中是這么說的:句柄是WINDOWS用來標(biāo)識被應(yīng)用程序所建立或使用的對象的唯一整數(shù),WINDOWS使用各種各樣的句柄標(biāo)識諸如應(yīng)用程序?qū)嵗?#xff0c;窗口,控件,位圖,GDI對象等等。WINDOWS句柄有點(diǎn)像C語言中的文件句柄。 從上面的2個(gè)定義中我們可以看到,句柄是一個(gè)標(biāo)識符,是拿來標(biāo)識對象或者項(xiàng)目的。它就像我們的車牌號一樣,每一輛注冊過的車都會有一個(gè)確定的號碼,不同的車號碼各不相同,但是也可能會在不同的時(shí)期出現(xiàn)兩輛號碼相同的車,只不過它們不會同時(shí)處于使用之中罷了。從數(shù)據(jù)類型上來看它只是一個(gè)32位(或64位)的無符號整數(shù)。應(yīng)用程序幾乎總是通過調(diào)用一個(gè)WINDOWS函數(shù)來獲得一個(gè)句柄,之后其他的WINDOWS函數(shù)就可以使用該句柄,以引用相應(yīng)的對象。在WINDOWS編程中會用到大量的句柄,比如:HINSTANCE(實(shí)例句柄),HBITMAP(位圖句柄),HDC(設(shè)備描述表句柄),HICON(圖標(biāo)句柄)等等。這當(dāng)中還有一個(gè)通用的句柄,就是HANDLE。句柄語句
編輯 HINSTANCE hInstance; 可以改成: HANDLE hInstance; 上面的2條語句都是對的,表達(dá)的是一個(gè)意義. 一個(gè)WINDOWS應(yīng)用程序可以用不同的方法獲得一個(gè)特定項(xiàng)的句柄。許多API函數(shù),諸如CreateWindow,GlobalAlloc,OpenFile的返回值都是一個(gè)句柄值。另外,WINDOWS也能通過應(yīng)用程序的引出函數(shù)將一個(gè)句柄作為參數(shù)傳送給應(yīng)用程序,應(yīng)用程序一旦獲得了一個(gè)確定項(xiàng)的句柄,便可在WINDOWS環(huán)境下的任何地方對這個(gè)句柄進(jìn)行操作。其實(shí)句柄的大量使用已經(jīng)影響到了每一個(gè)WINDOWS的程序設(shè)計(jì)。 一個(gè)句柄,只有當(dāng)唯一地確定了一個(gè)項(xiàng)目的時(shí)候,它才開始有意義。句柄對應(yīng)著項(xiàng)目表中的一項(xiàng),而只有WINDOWS本身才能直接存取這個(gè)表,應(yīng)用程序只能通過API函數(shù)來處理不同的句柄。舉個(gè)例子來說吧,比如:我們可以為我們的應(yīng)用程序申請一塊內(nèi)存塊,通過調(diào)用API函數(shù)GlobalAlloc,來返回一個(gè)句柄值: hMem=GlobalAlloc(......); 現(xiàn)在的hMem是個(gè)索引值 不是物理地址,應(yīng)用程序還不能直接存取這塊內(nèi)存。這兒還有一句題外話,是關(guān)于操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理的。一般情況下操作系統(tǒng)給應(yīng)用程序分配的內(nèi)存塊都是可以被移動的或者是可以丟棄的,這樣能使有限的內(nèi)存資源得到充分利用。所以,我們剛開始分配到的那塊內(nèi)存的地址是不確定的,因?yàn)樗强梢员灰苿拥?#xff0c;所以得先鎖定那塊內(nèi)存塊,這里應(yīng)用程序需要調(diào)用API函數(shù)GlobalLock函數(shù)來鎖定句柄。如下: lpMem=GlobalLock(hMem); 這樣應(yīng)用程序才能存取這塊內(nèi)存。句柄作用
編輯 句柄是一個(gè)標(biāo)識符,是拿來標(biāo)識對象或者項(xiàng)目的。 如果想更透徹一點(diǎn)地認(rèn)識句柄,我可以告訴大家,句柄類似指向指針的指針,僅僅是類似,通過句柄可以找到對應(yīng)的數(shù)據(jù),但是不是二級指針。我們知道,所謂指針是一種內(nèi)存地址。應(yīng)用程序啟動后,組成這個(gè)程序的各對象是駐留在內(nèi)存中的。簡單地理解,似乎我們只要獲知這個(gè)內(nèi)存的首地址,就可以隨時(shí)用這個(gè)地址訪問對象了。如果您真的這樣認(rèn)為,那您可就大錯(cuò)特錯(cuò)了。我們知道,Windows是一個(gè)以虛擬內(nèi)存為基礎(chǔ)的操作系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)環(huán)境下,Windows內(nèi)存管理器經(jīng)常在內(nèi)存中來回移動對象,以此來滿足各種應(yīng)用程序的內(nèi)存需要。對象被移動意味著它的地址變化了。如果地址總是如此變化,我們該到哪里去找那一個(gè)對象呢? 為了解決這個(gè)問題,Windows操作系統(tǒng)為全體應(yīng)用程序騰出一些內(nèi)存單元,用來專門登記各應(yīng)用程序的對象在內(nèi)存中的地址的變化,而前者的物理地址在系統(tǒng)運(yùn)行期間是始終保持不變的。Windows內(nèi)存管理器移動了對象在內(nèi)存中的位置后,會把該對象新的地址及時(shí)地告知給對應(yīng)的句柄進(jìn)行更新。這樣我們只要知道這個(gè)句柄,就可以間接地知道對象具體在內(nèi)存中的哪個(gè)位置了。這個(gè)地址是在對象裝載(Load)時(shí)由系統(tǒng)分配給的,當(dāng)對象卸載時(shí)(Unload)又釋放給系統(tǒng)。句柄注意事項(xiàng)
編輯 內(nèi)核對象句柄,是用來標(biāo)識某個(gè)內(nèi)核對象的一個(gè)ID 同一個(gè)對象的該id對于每個(gè)進(jìn)程是不同的,具體如何實(shí)現(xiàn)是ms不公開的算法,以下是一個(gè)近似的,可能的算法: 進(jìn)程創(chuàng)建時(shí),windows系統(tǒng)為進(jìn)程構(gòu)造了一個(gè)句柄表 當(dāng)該進(jìn)程希望獲得一個(gè)內(nèi)核對象句柄或者創(chuàng)建一個(gè)內(nèi)核對象從而獲得該對象句柄時(shí) 系統(tǒng)會將在句柄表中增加一個(gè)表項(xiàng),表項(xiàng)的內(nèi)容中存儲了指向目標(biāo)內(nèi)核對象的指針 同時(shí),系統(tǒng)返回這個(gè)表項(xiàng)在句柄表中的索引作為句柄。句柄編譯原理
編輯 一個(gè)句型的最左直接短語稱為該句型的句柄,句型的句柄是和某產(chǎn)生式右部匹配的子串,并且,把它規(guī)約成該產(chǎn)生式左部的非終結(jié)符, 句柄 代表了最右推導(dǎo)過程的逆過程的一步。 如右圖,在推導(dǎo)過程中,S→aABe→aAde→aAbcde→abbcde,此四步的句柄分別為aABe,d,Abc,b 句柄的特征: 1. 它是直接短語,即某規(guī)則右部。 2. 它具有最左性。 注意:短語、直接短語和句柄都是針對某一句型的,特指句型中的哪些符號子串能構(gòu)成短語和直接短語,離開具體的句型來談短語、直接短語和句柄是無意義的。另外句柄的右邊僅含終結(jié)符如果文法二義,那么句柄可能不唯一。[2]總結(jié)
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