句柄图解

参考资料：http://blog.csdn.net/newjerryj/article/details/4383701

          http://www.cnblogs.com/yellowyu/archive/2009/06/07/1497910.html

写在前面：

     对于“句柄”，在下一直停留在只知其一;不知其二的认识层面，近日在下学习Windows编程，决定趁此机会将句柄完全搞清楚。查阅了一些网络上的资料，发现网络上的讲解大概能够分为两类：一种是以比喻、类比的方式说明，这种方法虽然形象易懂，但并无从原理上、本质上加以揭示，让人仍然想问“为何？”、“怎么实现？”。另外一种是给出源代码，无可厚非，这固然是最本质的说明了，但这样一来，又显得不够直观，初学者理解起来有必定的难度。鉴于此，在下尽微末之能，结合本身的愚见，在二者之间折中，用图解的方式来将原理呈现出来，作到一目了然。

这里须要说明：

1.这里将句柄所能标识的全部东西（如窗口、文件、画笔等）统称为“对象”。

2.图中一个小横框表示必定大小的内存区域，并不表明一个字节，如标有0X00000AC6的横框表示4个字节。

3.图解的目的是为了直观易懂，因此不必定与源码彻底对应，会有必定的简化。

让咱们先看图，再解释。

      其中，图1是程序运行到某时刻时的内存快照，图2是程序日后运行到另外一时刻时的内存快照。红色部分标出了两次的变化。

简单解释：

      Windows是一个以虚拟内存为基础的操做系统，不少时候，进程的代码和数据并不所有装入内存，进程的某一段装入内存后，还可能被换出到外存，当再次须要时，再装入内存。两次装入的地址绝大多数状况下是不同的。也就是说，同一对象在内存中的地址会变化。（对于虚拟内存不是很了解的读者，能够参考有关操做系统方面的书籍）那么，程序怎么才能准确地访问到对象呢？为了解决这个问题，Windows引入了句柄。

      系统为每一个进程在内存中分配必定的区域，用来存放各个句柄，即一个个32位无符号整型值（32位操做系统中）。每一个32位无符号整型值至关于一个指针，指向内存中的另外一个区域（咱们不妨称之为区域A）。而区域A中存放的正是对象在内存中的地址。当对象在内存中的位置发生变化时，区域A的值被更新，变为当前时刻对象在内存中的地址，而在这个过程当中，区域A的位置以及对应句柄的值是不发生变化的。这种机制，用一种形象的说法能够表述为：有一个固定的地址（句柄），指向一个固定的位置（区域A），而区域A中的值能够动态地变化，它时刻记录着当前时刻对象在内存中的地址。这样，不管对象的位置在内存中如何变化，只要咱们掌握了句柄的值，就能够找到区域A，进而找到该对象。而句柄的值在程序本次运行期间是绝对不变的，咱们（即系统）固然能够掌握它。这就是以不变应万变，按图索骥，顺藤摸瓜。

      因此，咱们能够这样理解Windows句柄：

      数值上，是一个32位无符号整型值（32位系统下）；逻辑上，至关于指针的指针；形象理解上，是Windows中各个对象的一个惟一的、固定不变的ID；做用上，Windows使用句柄来标识诸如窗口、位图、画笔等对象，并经过句柄找到这些对象。

下面，关于句柄，再交代一些关键性细节：

1.所谓“惟一”、“不变”是指在程序的一次运行中。若是本次运行完，关闭程序，再次启动程序运行，那么此次运行中，同一对象的句柄的值和上次运行时比较，通常是不同的。

  其实这理解起来也很天然，所谓“一把归一把，这把是这把，那把是那把，二者不相干”（“把”是形象的说法，就像打牌同样，这里指程序的一次运行）。

2.句柄是对象生成时系统指定的，属性是只读的，程序员不能修改句柄。

3.不一样的系统中，句柄的大小（字节数）是不一样的，可使用sizeof()来计算句柄的大小。

4.经过句柄，程序员只能调用系统提供的服务（即API调用），不能像使用指针那样，作其它的事。

写在后面：

1.到此为止，有关Windows句柄就简单介绍到这里。须要说明的是，本文是面向初学者的，旨在让读者对句柄有一个完整而清晰的认知，既要避免知其然而不知其因此然的茫然困惑，又要避免深刻源码的艰难晦涩。所以，本文并不能作到绝对的直达本质，同时也可能在个别细节上与真实状况稍有出入，但在下认为这并不贻害初学者对句柄的认识。由于对某一知识的认知，从几乎一无所知或是只知其一;不知其二到“精通”，每每须要更多新知识的补充，短期内很难达到，在不影响知识的使用的前提下，先把握总体，在逐步深刻细节，不失为一个明智的选择。想进一步深刻理解Windows句柄的读者，能够看在下的下一篇文章《源码剖析——深刻Windows句柄本质》。

2.在下知识有限，理解不深，若有错误纰漏之处，这里再三恳请你们必定要为在下指出。你们的批评指正是在下进步的源泉。