windows services

Windows Services 学习

一、学习点滴

1、本机服务查看：services.msc /s
2、服务手动安装（使用sc.exe）：
sc create MemoryStatus binpath= c:MyServicesMemoryStatus.exe
sc delete MemoryStatus
3、把服务所在进程杀掉，服务也就停止了。
4、服务删除，错误信息：
D:>sc delete Sample_Srv
[SC] DeleteService FAILED 1072
D:>sc stop Sample_srv
[SC] ControlService FAILED 1052
解决：service中不能有MessageBox这样的UI框，对话框是不会弹出来的，但是程序会被阻塞，导致无法Stop、无法Delete服务，需要关机重启，服务才能被清除。另外，如果服务启动的进程是没有界面的，那么这个新进程的功能仍然是可以执行的。
5、如何使用DebugView调试
需要在Capture中选中Capture Global Win32
6、服务的界面。Interactive Services
最便捷的方式是使用 WTSSendMessage API 弹出一个对话框，无需任何额外工作。
如果是直接的 MessageBox API，或者是WinExec直接新启动一个GUI进程，需要在CreateService的时候Service类型参数带上SERVICE_WIN32_OWN_PROCESS | SERVICE_INTERACTIVE_PROCESS参数。但是，win7下任何UI都会导致显示“交互式服务检测”对话框。网络上的那段”打开用户的winsta0”而没有使用CreateProcessAsUser API 的代码在win7下一样有显示“交互服务监测”对话框的问题，是不靠谱的，估计是xp下的杰作。这个弹窗的问题是可以解决的，MSDN上给了解决方案——使用CreateProcessAsUser API 新启动一个进程做界面，服务进程跟界面进程可以使用命名管道做进程间通信。
如果没有设置上面说到的参数，则服务在启动子进程或者是孙进程的整个过程中，不能出现任何界面，不然服务就死了，而且还无法Stop、无法Delete服务，需要关机重启，服务才能被清除。
7、如果CreateProcessAsUser API使用了参数CREATE_NEW_CONSOLE，那么从Process Explorer就不会看到服务进程跟被启动进程的关联关系。
8、通过WTSSendMessage api显示对话框。
DWORD resp = 0;
WTSSendMessage(
WTS_CURRENT_SERVER_HANDLE,
WTSGetActiveConsoleSessionId(),
"Hello", 5,
"Hello_2", 7,
0, 0, &resp, false);
9、一个完善的例子，包括服务程序和界面程序，以及它们之间的通信。但是有些代码无法编译，看看思路就好。
Interaction between services and applications at user level in Windows Vista
http://www.codeproject.com/Articles/36581/Interaction-between-services-and-applications
10、非常完善的从服务启动GUI进程。
NT Services 2013

http://www.codeproject.com/Articles/640245/NT-Services-2013
10、服务开机启动：
http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ms681957(v=vs.85).aspx
11、Sessions，Desktops and Windows Stations
http://blogs.technet.com/b/askperf/archive/2007/07/24/sessions-desktops-and-windows-stations.aspx
12、一个相当简单的服务程序:http://www.vckbase.com/index.php/wv/1193
13、一个包含了安装服务程序、服务程序的完整例子:http://blog.csdn.net/itcastcpp/article/details/7079574 (代码似乎是来自windows核心编程，或者是来自这里：http://bbs.pediy.com/showthread.php?t=114122)
14、一个监控子进程的服务，如果子进程有界面，则会显示出win7下的弹窗，这例子不太好，代码逻辑简单看看就行。
http://www.codeproject.com/Articles/16488/A-Windows-Service-Application

二、MSDN阅读

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms685477(v=vs.85).aspx
服务入口点
服务程序一般写成控制台应用程序，main函数为入口函数，main函数的参数在CreateService函数中指定。当SCM启动一个服务程序时，SCM等待服务程序调用StartServiceCtrlDispatcher函数，如果服务进程没有及时调用该函数，则会导致启动服务失败（譬如，手动启动时，StartService函数失败）。对于StartServiceCtrlDispatcher函数调用的时机，有下面的规则：
1、如果服务程序是SERVICE_WIN32_OWN_PROCESS类型，服务程序必须在主线程立即调用StartServiceCtrlDispatcher，初始化的工作可以在服务启动之后做，也就是在服务主函数中做。
2、如果服务程序是SERVICE_WIN32_SHARE_PROCESS类型，并且初始化是属于本程序中所有的服务共有的，则可以在调用StartServiceCtrlDispatcher之前执行，但是最多只能执行30秒。可以考虑启动一个新线程去做公共的初始化任务。如果有服务独自的初始化任务，仍然需要在服务启动后在服务主函数中做。
StartServiceCtrlDispatcher函数的参数是SERVICE_TABLE_ENTRY结构体数组，结构体包含了：1、服务名称，这个名称只是在服务主函数中用上，如果服务是SERVICE_WIN32_OWN_PROCESS类型的，那么这个名称是可以忽略的；2、服务主函数指针。
如果StartServiceCtrlDispatcher函数执行成功，调用线程（也就是服务进程的主线程）不会返回，直到所有的服务进入到SERVICE_STOPPED状态。调用线程扮演着控制分发的角色，干这样的事情：1、在新的服务启动时启动新线程去调用服务主函数（主意：服务的任务是在新线程中做的）；2、当服务有请求时（注意：请求是由SCM发给它的），调用它对应的处理函数（主意：这相当于主线程“陷入”了，它在等待控制消息并对消息做处理）。
demo代码所在：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ms687416(v=vs.85).aspx

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms685984(v=vs.85).aspx
服务主函数
当服务控制程序启动一个新的服务时，服务控制管理器（SCM）启动服务进程，然后服务进程发送开始请求到控制分配器，控制分配器创建一个新的线程去执行服务主函数。服务主函数需要做这样的事情：
1、初始化所有全局变量
2、调用RegisterServiceCtrlHandler API去注册服务的控制请求处理函数，函数的返回值是服务状态句柄，在通知SCM当前服务的状态时用上。
3、完成初始化。如果初始化时间很短（小于1秒），那么初始化可以直接在服务主函数中执行。否则，应该选择下边的一种方式做：
（1）调用SetServiceStatus API把服务状态设置为SERVICE_RUNNING，同时SERVICE_STATUS结构体中的dwControlsAccepted要设置为0，保证在初始化期间SCM不会发送控制请求给本服务，也让SCM可以去管理其他服务。推荐这种方式，以便提高性能，特别是自动运行服务。
（2）调用SetServiceStatus API把服务状态设置为SERVICE_START_PENDING，这时候不会接收控制请求，并且定义了一个超时时间。如果服务的初始化时间超过了预定义的等待时间，那么必须周期性的调用SetServiceStatus API重新定义超时时间，但要确保初始化确实是有进度的，因为此时SCM认为初始化是有进度的，它会阻塞其他服务的开启。如果超时了，而等待的进度信息未改变，SCM或者服务控制程序（可以是自己写的启动服务的程序）会认为发生了错误而需要终止服务（但是如果该服务与其他服务共享进程，则不会结束该服务所在进程）。使用这种方式初始化，可以根据实际进度周期性的调用SetServiceStatus API增加“检查点”的值，服务的启动者可以通过QueryServiceStatus或者QueryServiceStatusEx API去获得检查点的值，也就获得了服务初始化进度。
4、当初始化完成时，调用SetServiceStatus API进入到SERVICE_RUNNING状态、可以接收控制请求。
5、执行服务任务。如果当前没有任务（也就是服务主函数执行完了），控制权还给了调用者（也就是control dispatcher）。如果是单个服务调用 StartServiceCtrlDispatcher，服务主函数执行完了， StartServiceCtrlDispatcher还是不会返回的，要直到服务进入停止SERVICE_STOPPED状态才返回，进程才结束。一般情况下我们不会让出控制权，可以写个死循环去干活，反正主线程退出时会把服务主函数所在线程也结束掉的。另外，任何服务状态的改变都是通过SetServiceStatus做的。
6、如果在服务初始化、执行任务的过程中出现错误，服务在最后一个要被结束的线程中进入SERVICE_STOPPED状态，如果结束服务的清理工作时间很长，则需要进入 SERVICE_STOP_PENDDING状态，执行清理工作。可以通过SERVICE_STATUS结构体的dwServiceSpecificExitCode和dwWin32ExitCode参数告知外界错误信息。
demo代码所在：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ms687414(v=vs.85).aspx

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms685149(v=vs.85).aspx
服务控制处理函数
每一个服务都有一个控制处理函数，当服务进程收到控制请求时，由控制分发器调用该函数，所以这个函数的是在控制分发器线程中执行的，也就是服务进程的主线程。当服务控制处理函数被调用时，可以通过SetServiceStatus API把服务设置进不同的状态（也就是通知SCM当前服务是什么状态）。
外界可以通过ControlService API 发送控制请求。所有的服务必须接收并处理SERVICE_CONTROL_INTERROGATE 控制码，可以通过SetServiceStatus API 设置接收哪些控制码，如果要接收SERVICE_CONTROL_DEVICEEVENT控制码，必须调用RegisterDeviceNotification API，服务也能接收用户自定义的控制码。
控制处理函数必须在30秒内返回（但是实际上我测试了Sleep40秒返回也不会导致SCM停止），当有长时间任务时，必须开始新线程去执行。譬如在停止的时候，应该让服务进入到SERVICE_STOP_PENDDING状态，开启新线程执行任务，让服务控制处理函数立即返回。
当系统关闭时，如果有设置了SERVICE_ACCEPT_PRESHUTDOWN，则控制处理函数能收到SERVICE_CONTROL_PRESHUTDOWN 控制码。SCM会等待所有服务停止，或者等待时间超过关机前通知超时值，超时值可以通过ChangeServiceConfig2 API 去设置。这个控制码使用时需要谨慎，避免阻塞关机。
在关机前通知执行完毕之后，所有设置了SERVICE_ACCEPT_SHUTDOWN的服务都能收到SERVICE_CONTROL_SHUTDOWN控制码，通知的顺序是它们安装服务时的顺序。一般情况下，一个服务在关机前有20秒钟的时间处理任务，超时后系统执行关机，无论服务是否完成任务。当系统处于关机状态时，服务仍然是在运行的。
如果一个服务需要更多的时间去做清理工作，它会发送STOP_PENDING状态并设置等待时间。但是，为了防止服务阻止关机，对超时有限制。
在关机期间，SCM发送关机消息时，不会考虑服务之间的依赖关系，所有一个服务可能会因为它所依赖的服务已经停止了而失败。可以手动或者通过API设置服务关闭的依赖关系。
demo代码所在：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ms687413(v=vs.85).aspx


http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ee126211(v=vs.85).aspx
服务状态转换
服务负责向SCM报告状态的改变。服务控制程序和系统只能从SCM获取到服务的状态。服务程序通过SetServiceStatus API设置服务状态。
服务的初始状态是SERVICE_STOPPED，当SCM启动服务后，服务状态进入SERVICE_START_PENDING状态、调用服务主函数，接着服务完成初始化、设置能接受的控制请求，接着通过SetServiceStatus通知SCM进入到SERVICE_RUNNING状态，如果进入的不是SERVICE_RUNNING状态，则SCM、服务监控工具会认为该服务启动失败。
SCM只会发送指定的控制请求给服务（除了SERVICE_CONTROL_INTERROGATE请求，它无需指定）。SERVICE_STATUS结构体的dwControlsAccepted成员指定了哪些控制请求是需求通知服务的。如果要收到设备事件，则需要通过RegisterDeviceNotification API设置。
通常是响应控制请求而去改变服务状态。会引起服务状态改变的控制请求包括：SERVICE_CONTROL_STOP、SERVICE_CONTROL_PAUSE、SERVICE_CONTROL_CONTINUE。如果服务响应时间很长，必须创建第二个线程去完成任务同时告诉SCM进入相应的pendding状态，完成任务之后再进入完成状态。为了更好的性能，vista以及之后版本的系统推荐使用thread pool。
服务状态有效转换图：

服务上报给SCM的状态决定了跟SCM的互动（也就是接下来SCM能发给服务的控制请求）。譬如，如果服务告诉SCM它进入了SERVICE_STOP_PENDDING状态，意味着这时候服务正在关闭，接下来服务只能是通知SCM进入SERVICE_STOPPED状态。
控制服务停止demo：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ms686335(v=vs.85).aspx

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms685145(v=vs.85).aspx
服务和注册表
服务不能访问HEKY_CURRENT_USER和HKEY_CLASSES_ROOT，应该使用RegOpenCurrentUser和RegOpenUserClassesRoot函数。
简结：
整个服务的流程可以理解为这样子：假设进程只有单个服务，SCM把服务进程拉起来，服务进程的主线程调用服务控制分发函数，这个函数直到服务停止或者服务开启失败才返回。服务控制分发函数启动新线程执行服务主函数，服务主函数会注册控制处理函数，这是个回调函数，由主线程去调用响应外界的通知，控制回调函数里根据通知把服务设置进不同的状态，这也是告诉SCM服务进入了另一个状态。当服务的状态进入到SERVICE_STOPPED状态时，服务控制分发函数返回，主线程结束，进程结束。

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ms683502(v=vs.85).aspx
交互式服务
一般情况下，服务是一个没有界面的不需要交互的控制台程序。但是，一些服务有时候要求跟使用者有交互。

在vista系统中服务无法直接跟用户交互。

用户与服务间接交互。
在windows支持的所有版本上，可以使用下边的技术实现：
1、使用WTSSendMessage函数给用户显示对话框。
2、创建一个隐藏的GUI应用程序，使用CreateProcessAsUser API使应用程序在可以跟用户交互的环境下运行。GUI程序使用IPC跟服务程序做数据通信，如果通信使用的是命名管道，那么通过提供基于会话ID的管道名，服务能够区分多用户的进程。
使用交互式服务。
默认情况下服务使用不可交互的“窗口站”，无法跟用户交互。但是，一个可交互的服务能够显示用户界面和接收用户输入。
......
这种方式显示的窗口，是会弹窗提示的。没啥用。
最后文档也说了：所有的服务运行在终端服务session 0。因此，如果一个交互服务显示用户界面，只能是那些进入到session 0的用户才能看到，所有在win7下才会显示一个提示框，让用户进入到另一个界面，也就是session 0。

三、总结

    注意到，从服务中启动GUI进程这个可以解决win7下程序要求有管理员权限时，UAC弹框的问题。而服务启动GUI进程，主要需要使用CreateProcessAsUser API。无法让服务进程弹出漂亮的窗口，最多只能直接弹出一个MessageBox，如果想要使用服务的高权限来做些事情，又想要有漂亮的用户界面，则可以让UI进程借服务进程干活，UI进程负责与用户交互，这需要涉及进程间通信（IPC），使用命名管道也很容易实现一个demo，这里就不说了。
服务demo代码所在：https://github.com/cswuyg/simple_win/tree/master/my_service_example，包括了：服务进程、服务中启动GUI进程、服务控制进程的代码。

2014.3 补充

1、服务编程：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ms685969(v=vs.85).aspx
2、一个完整的服务demo：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/bb540476(v=vs.85).aspx
3、服务控制回调函数的响应：
必须在Control Handle函数里正确、及时通知SCM本服务状态的改变。
用户通过服务面板将服务设置为某种状态之后，系统通过检查SCM里该服务的状态是否进入用户想要的状态，来确定操作是否有效，所以，对于服务来说，只需要在Control Handle按照通知码修改对应的状态，就行了，服务是否真的停止了，就看我们程序的意愿了。
如果用户操作了“停止”服务，但是我们的程序没有通知SCM本服务状态改变，就会导致出“Windows 无法停止....服务”的窗口，这种情况发生两次之后，服务进程退出。
4、如何修改服务的一些属性，包括Enabled、Disabled、开机运行服务(这个也可以在CreateService的时候设置SERVICE_AUTO_START)、描述信息：http://msdn.microsoft.com/en-us/windows/desktop/ms682006(v=vs.100).aspx
5、 在编写开机运行服务的时候，需要有自己的log，才能定位是哪块没有执行，windows本身也有日志，但信息太少，windows日志所在：命令行运行运行compmgmt.msc，定位到系统工具事件查看器Windows日志系统，可以看到服务启动相关的信息。在我编写的时候，出现过这种服务无法开机启动的错误：“等待 cswuyg_Svc 服务的连接超时(30000 毫秒)”。多次测试之后，发现把服务进程EXE从Debug版换成Release版本就解决，估计是Debug模式下的性能太差，导致service main函数线程无法及时启动（从log看出service main函数没有被执行到）。