Устройство Windows. Процессы, потоки и функции ShellExecute и WinExec. Часть 1.

     По просьбам общественности и была написана эта статья. Действительно невозможно профессионально разрабатывать многопоточные программы, не зная, что такое процессы, потоки, нити и синхронизация (надеюсь посвятить этому одну из следующих статей) и, не представляя, как они работают. В статье за основу взята операционная система Windows 2000. Так же в этой статье будут подробно рассмотрены различные методы запуска новых процессов (программ).
     Главным обстоятельством является то, что почти все современные ОС многозадачны. ОС Windows 2000 не является исключением, в ней может работать одновременно несколько программ. Любая программы имеет, по крайней мере, одним программным потоком, который в свою очередь может создавать еще несколько потоков и т.д. Но, не смотря на то, что ОС, называется "многозадачной" в конкретный момент времени выполняется только один поток. Но современные компьютеры работают настолько быстро, что вы не замечаете, как ОС переключается между потоками. Не стоит забывать, что, распределяя процессорное время, операционная система Windows, имеет дело именно с потоками, а не с процессами, которым эти потоки принадлежат.
     Запуская программу в Windows, вы создаете процесс. И в этом нет ничего удивительного, потому что в других операционных системах происходит почти то же самое. Однако все же процесс в Windows, например, отличается от процесса в Unix. А все дело в том, что в Windows процесс владеет открытыми файлами, оперативной памятью и другими ресурсами. Для каждого процесса (программы) Windows выделяет виртуальное адресное пространство объемом 4 Гб. Для адресации этого пространства используются обычные 32-битные указатели, которые представляют собой числа от 0 до 4 Г. Но процесс в Windows не исполняется. Исполняется программный поток. Поток - это последовательность машинных команд, которые Windows воспринимает, как единое целое (набор регистров процессора). Поток обладает указателем на команду, которая в данный момент выполняется, и указателем на стек где хранятся локальные переменные потока. Так в чем же разница спросите вы, между процессом и потоком, если запущенная программа имеет только один, программный поток то разницы практически никакой. Однако поток может создавать другие потоки. А те потоки могут создавать еще потоки. Два процесса ни могут иметь общие ресурсы, если не используют специальные механизмы межпроцессорного взаимодействия. В противоположность этому все потоки, которые принадлежат одному процессу, имею доступ ко всем ресурсам этого процесса.
     Зачем процессу несколько потоков? Потоки могут выполнять какие-то действия параллельно основной программе (в фоновом режиме). Потоки удобно применять, если нежелательна блокировка основной программы определенной функцией. Например, в то время, как поток осуществляет сложные математические вычисления, в главной программе происходит подготовка следующего задания и ввод параметров.
     Если вам нужно запустить новую программу, вам нужно создать новый процесс. Для этой цели служит системный вызов CreateProcess. Однако использование этого вызова не очень удобно, потому что приходится задавать множество аргументов, однако в некоторых случаях без него не обойтись. Если же вам надо просто запустить программу или открыть файл, то для этого подходят мене сложные вызовы.
     Легче всего использовать WinExec. Однако Microsoft не рекомендует его использование, а предлагает пользоваться CreateProcess. Но для выполнения тех или иных задач он вполне подходит. Почему же нежелателен вызов WinExec дело все в том, что фактически он содержит обращение к еще одному устаревшему системному вызову LoadModule, который обращается к CreateProcess со значениями аргументов по умолчанию. При обращении к WinExec необходимо задать полный путь к программе или имя EXE файла, расположенного в пути поиска, а также способ отображения программы (константы SW_HIDE, SW_SHOW и т.д. см. Таблица 2).
     Если вызов функции произошел успешно, то WinExec вернет дескриптор новой программы (который не может быть меньше 32, т.е. если WinExec возвращает число меньше 32, то вызов привел к ошибке, коды ошибок см. Таблица 1).

Таблица 1.

0 Системе не хватает ресурсов.
ERROR_BAD_FORMAT Некорректный EXE файл (не Win32 EXE файл или EXE файл поврежден).
ERROR_FILE_NOT_FOUND Указанный файл не найден.
ERROR_PATH_NOT_FOUND Указанный путь не найден.


     Еще один простой вызов это - ShellExecute. Этот вызов во многом напоминает WinExec, однако он поддерживает обработку типов файлов, зарегистрированных в Windows. Например, если вы с помощью ShellExecute вы попробуете запустить файл с расширением .BMP, то буде запущена программа Paint или любая другая, которая использует для просмотра графических файлов. В качестве аргументов ShellExecute принимает дескриптор окна (если есть необходимость в сообщениях об ошибках), строку, такую как open (открыть), print (напечатать) и explore (исследовать), можно в качестве этой строки передать NULL, тогда файл указанный вами будет открыт (open). Так же ShellExecute необходимо сообщить имя файла и любые параметры командной строки (чаще всего NULL), и оставшиеся два аргумента это текущий каталог и константа функции ShowWindow (как и в WinExec см. Таблица 2).

Таблица 2.

SW_HIDE Окно в скрытом режиме.
SW_MAXIMIZE Окно максимального размера
SW_MINIMIZE Окно находится в свернутом виде, активируется следующее верхнее окно в Z последовательности.
SW_RESTORE Активирует и показывает окно. Если окно свернуто или развернуто, Windows восстанавливает его к первоначальному размеру и позиции. Приложение должно определить этот флаг при восстановлении свернутого окна.
SW_SHOW Активирует окно и выводит его в текущих размерах и позиции.
SW_SHOWMAXIMIZED Активирует и показывает окно в развернутом виде.
SW_SHOWMINIMIZED Активирует и показывает окно в свернутом виде.
SW_SHOWMINNOACTIVE Отображает окно в свернутом виде. Активное окно остается активным.
SW_SHOWNA Отображает окно в текущем состоянии. Активное окно остается активным.
SW_SHOWNORMAL Активирует и показывает окно. Если окно свернуто или развернуто, Windows восстанавливает его к первоначальному размеру и позиции. Приложение должно определить этот флаг при показе окна в первый раз.


     Значение, которое возвращает ShellExecute такое же, как и у WinExec. Функцию ShellExecute можно использовать, например, для открытия корневого каталога диска С:
ShellExecute(hWnd, 'open', 'c:\', nil, nil, SW_SHOWNORMAL);
     Вы можете заменить строку "open" на "explore" и в качестве третьего параметра указать любой каталог, в этом случае указанная вами папка откроется в Проводнике (Explorer).
     Так же существует системный вызов ShellExecuteEx, который фактически является полным аналогом ShellExecute, однако в качестве аргумента он принимает указатель на структуру, поля которой во многом совпадают с аргументами ShellExecute. Кроме этого после завершения своей работы ShellExecuteEx помещает в одно из полей этой структуры дескриптор запущенной программы.
     Применение этих вызовов довольно просто. Пример программы использующей WinExec и ShellExecute приведен в листинге 1.

Листинг 1.

Uses  ShellAPI;
…
var
 h: hwnd;
begin
// Используем ShellExecute
if ShellExecute(h, 'open', 'readme.txt', nil, nil, SW_SHOW) < 32 then
        begin
                ShowMessage('Немогу выполнить ShellExecute !')
        end;
// Используем WinExec
if WinExec('Notepad c:\config.sys', SW_SHOW) < 32 then
        begin
                ShowMessage('Немогу выполнить WinExec !')
        end;
end;
В следующей части я постараюсь рассказать об использовании CreateProcess.

Best regards from LOM.