windows service程序编写及原理

一个windows服务由三部分组成:服务控制管理器，服务本身和服务控制调度器。

第一部分是服务控制管理器Service Control Manager(SCM)。每个Windows NT/2000系统都有一个SCM，SCM存在于Service.exe中，在Windows启动的时候会自动运行，伴随着操作系统的启动和关闭而产生和终止。这个进程以系统特权运行，并且提供一个统一的、安全的手段去控制服务。它其实是一个Remote Procedure Call Protocol(RPC) Server，因此我们可以远程安装和管理服务，不过这不在本文讨论的范围之内。SCM包含一个储存着已安装的服务和驱动程序的信息的数据库，通过SCM可以统一的、安全的管理这些信息，因此一个服务程序的安装过程就是将自身的信息写入这个数据库。

第二部分就是服务本身。一个服务拥有能从SCM收到信号和命令所必需的的特殊代码，并且能够在处理后将它的状态回传给SCM。
第三部分是一个服务控制调度器Service Control Dispatcher(SCP)。它是一个拥有用户界面，允许用户开始、停止、暂停、继续，并且控制一个或多个安装在计算机上服务的Win32应用程序。SCP的作用是与SCM通讯，Windows 2000管理工具中的“服务”(win7中计算机右击->管理->服务和应用程序->服务)就是一个典型的SCP。
在这三个组成部分中，用户最可能去写服务本身，同时也可能不得不写一个与其伴随的客户端程序作为一个SCP去和SCM通讯，本文只讨论去设计和实现一个服务。
(以上引用自百度文库)

下面我们通过代码来解释一个服务的程序的编写。（其中代码来自MSDN）。windows服务程序编写包括以下几个部分：1、服务安装程序；2、服务卸载程序3、服务程序

1、服务安装程序。使用OpenSCManager打开SCM数据库，CreateService创建服务，将服务信息鞋服SCM的服务信息数据库。

void InstallService(PWSTR pszServiceName, 
                    PWSTR pszDisplayName, 
                    DWORD dwStartType,
                    PWSTR pszDependencies, 
                    PWSTR pszAccount, 
                    PWSTR pszPassword)
{
    wchar_t szPath[MAX_PATH];
    SC_HANDLE schSCManager = NULL;
    SC_HANDLE schService = NULL;

    if (GetModuleFileName(NULL, szPath, ARRAYSIZE(szPath)) == 0)
    {
        wprintf(L"GetModuleFileName failed w/err 0x%08lx\n", GetLastError());
        goto Cleanup;
    }
    // Open the local default service control manager database
    schSCManager = OpenSCManager(NULL, NULL, SC_MANAGER_CONNECT | 
        SC_MANAGER_CREATE_SERVICE);
    if (schSCManager == NULL)
    {
        wprintf(L"OpenSCManager failed w/err 0x%08lx\n", GetLastError());
        goto Cleanup;
    }

    // Install the service into SCM by calling CreateService
    schService = CreateService(
        schSCManager,                   // SCManager database
        pszServiceName,                 // Name of service
        pszDisplayName,                 // Name to display
        SERVICE_QUERY_STATUS,           // Desired access
        SERVICE_WIN32_OWN_PROCESS,      // Service type
        dwStartType,                    // Service start type
        SERVICE_ERROR_NORMAL,           // Error control type
        szPath,                         // Service's binary
        NULL,                           // No load ordering group
        NULL,                           // No tag identifier
        pszDependencies,                // Dependencies
        pszAccount,                     // Service running account
        pszPassword                     // Password of the account
        );
    if (schService == NULL)
    {
        wprintf(L"CreateService failed w/err 0x%08lx\n", GetLastError());
        goto Cleanup;
    }

    wprintf(L"%s is installed.\n", pszServiceName);

Cleanup:
    // Centralized cleanup for all allocated resources.
    if (schSCManager)
    {
        CloseServiceHandle(schSCManager);
        schSCManager = NULL;
    }
    if (schService)
    {
        CloseServiceHandle(schService);
        schService = NULL;
    }
}

2、 服务卸载程序。服务卸载程序其实就是安装过程的逆过程。打开SCM数据库，打开服务，先停止服务，然后用DeleteService来删除数据库中该服务的信息。服务的安装和删除过程都是通过服务名称来查找的，因此不同服务必须有不同的名字，即使服务程序不一样了，只要名字一样，其他服务的卸载程序也可以卸载该服务。

void UninstallService(PWSTR pszServiceName)
{
    SC_HANDLE schSCManager = NULL;
    SC_HANDLE schService = NULL;
    SERVICE_STATUS ssSvcStatus = {};

    // Open the local default service control manager database
    schSCManager = OpenSCManager(NULL, NULL, SC_MANAGER_CONNECT);
    if (schSCManager == NULL)
    {
        wprintf(L"OpenSCManager failed w/err 0x%08lx\n", GetLastError());
        goto Cleanup;
    }

    // Open the service with delete, stop, and query status permissions
    schService = OpenService(schSCManager, pszServiceName, SERVICE_STOP | 
        SERVICE_QUERY_STATUS | DELETE);
    if (schService == NULL)
    {
        wprintf(L"OpenService failed w/err 0x%08lx\n", GetLastError());
        goto Cleanup;
    }

    // Try to stop the service
    if (ControlService(schService, SERVICE_CONTROL_STOP, &ssSvcStatus))
    {
        wprintf(L"Stopping %s.", pszServiceName);
        Sleep(1000);

        while (QueryServiceStatus(schService, &ssSvcStatus))
        {
            if (ssSvcStatus.dwCurrentState == SERVICE_STOP_PENDING)
            {
                wprintf(L".");
                Sleep(1000);
            }
            else break;
        }

        if (ssSvcStatus.dwCurrentState == SERVICE_STOPPED)
        {
            wprintf(L"\n%s is stopped.\n", pszServiceName);
        }
        else
        {
            wprintf(L"\n%s failed to stop.\n", pszServiceName);
        }
    }

    // Now remove the service by calling DeleteService.
    if (!DeleteService(schService))
    {
        wprintf(L"DeleteService failed w/err 0x%08lx\n", GetLastError());
        goto Cleanup;
    }

    wprintf(L"%s is removed.\n", pszServiceName);

Cleanup:
    // Centralized cleanup for all allocated resources.
    if (schSCManager)
    {
        CloseServiceHandle(schSCManager);
        schSCManager = NULL;
    }
    if (schService)
    {
        CloseServiceHandle(schService);
        schService = NULL;
    }
}

3、服务程序本身。服务程序一般情况下没有界面，因此编写服务一般为控制台应用程序，并且大多数程序入口点都为main。

int wmain(int argc, wchar_t *argv[])
{
	/*std::ofstream fo;
	fo.open("D:\\MyDoc\\ws\\run_err.log",std::ios::trunc);
	fo<<"hehe"<<std::endl;
	fo.close();*/
	
    if ((argc > 1) && ((*argv[1] == L'-' || (*argv[1] == L'/'))))
    {
        if (_wcsicmp(L"install", argv[1] + 1) == 0)
        {
            // Install the service when the command is 
            // "-install" or "/install".
            InstallService(
                SERVICE_NAME,               // Name of service
                SERVICE_DISPLAY_NAME,       // Name to display
                SERVICE_START_TYPE,         // Service start type
                SERVICE_DEPENDENCIES,       // Dependencies
                SERVICE_ACCOUNT,            // Service running account
                SERVICE_PASSWORD            // Password of the account
                );
        }
        else if (_wcsicmp(L"remove", argv[1] + 1) == 0)
        {
            // Uninstall the service when the command is 
            // "-remove" or "/remove".
            UninstallService(SERVICE_NAME);
        }
    }
    else
    {
        wprintf(L"Parameters:\n");
        wprintf(L" -install  to install the service.\n");
        wprintf(L" -remove   to remove the service.\n");

        CSampleService service(SERVICE_NAME);
        if (!CServiceBase::Run(service))
        {
            wprintf(L"Service failed to run w/err 0x%08lx\n", GetLastError());
        }
    }
	
    return 0;
}

在入口点之后，需要初始化ServiceTable。它是一个二维数组，用python的语言来说的话他就是一个字典，每一条记录都是一个服务名称和他的入口函数。一个服务程序中可以包含多个服务，而一个服务对应着一个服务名称和一个ServiceMain函数。然后这个数组将会被传递给StartServiceCtrlDispatcher，这个函数将会给每一个ServiceMain函数创建一个新的线程。而他本身则进入循环之中或者叫做睡眠状态。

BOOL CServiceBase::Run(CServiceBase &service)
{
    s_service = &service;

    SERVICE_TABLE_ENTRY serviceTable[] = 
    {
        { service.m_name, ServiceMain },
        { NULL, NULL }
    };

    // Connects the main thread of a service process to the service control 
    // manager, which causes the thread to be the service control dispatcher 
    // thread for the calling process. This call returns when the service has 
    // stopped. The process should simply terminate when the call returns.
    return StartServiceCtrlDispatcher(serviceTable);
}
StartServiceCtrlDispatcher只有在两种情况下苏醒：

 
当SCM向这个StartServiceCtrlDispatcher管辖的ServiceMain发送控制（开始，停止，暂停，继续等）命令的时候，它会调用ServiceCtrlHandler。
在它管辖的服务线程退出的时候，StartServiceCtrlDispatcher会将他所管辖的服务数减一。当它管辖的所有服务全部退出的时候，它就返回返回入口点函数main。
StartServiceCtrlDispatcher创建的新线程执行ServiceMain函数，首先要注册这个服务的ServiceCtrlHandler。这个程序由用户编写，规定了这个服务如何响应SCM发送的命令。通常情况下这个函数是一个switch语句。然后开启服务。

void WINAPI CServiceBase::ServiceCtrlHandler(DWORD dwCtrl)
{
    switch (dwCtrl)
    {
    case SERVICE_CONTROL_STOP: s_service->Stop(); break;
    case SERVICE_CONTROL_PAUSE: s_service->Pause(); break;
    case SERVICE_CONTROL_CONTINUE: s_service->Continue(); break;
    case SERVICE_CONTROL_SHUTDOWN: s_service->Shutdown(); break;
    case SERVICE_CONTROL_INTERROGATE: break;
    default: break;
    }
}
void WINAPI CServiceBase::ServiceMain(DWORD dwArgc, PWSTR *pszArgv)
{
    assert(s_service != NULL);

    // Register the handler function for the service
    s_service->m_statusHandle = RegisterServiceCtrlHandler(
        s_service->m_name, ServiceCtrlHandler);
    if (s_service->m_statusHandle == NULL)
    {
        throw GetLastError();
    }

    // Start the service.
    s_service->Start(dwArgc, pszArgv);
}

这里以开启服务来解释服务对SCM命令的响应过程，开启服务函数一般情况下会包括这几个部分。

 
告诉SCM他要开启了
做开启时要做的事情
告诉SCM他已经开启了

void CServiceBase::Start(DWORD dwArgc, PWSTR *pszArgv)
{
    try
    {
        // Tell SCM that the service is starting.
        SetServiceStatus(SERVICE_START_PENDING);

        // Perform service-specific initialization.
        OnStart(dwArgc, pszArgv);

        // Tell SCM that the service is started.
        SetServiceStatus(SERVICE_RUNNING);
    }
    catch (DWORD dwError)
    {
        // Log the error.
        WriteErrorLogEntry(L"Service Start", dwError);

        // Set the service status to be stopped.
        SetServiceStatus(SERVICE_STOPPED, dwError);
    }
    catch (...)
    {
        // Log the error.
        WriteEventLogEntry(L"Service failed to start.", EVENTLOG_ERROR_TYPE);

        // Set the service status to be stopped.
        SetServiceStatus(SERVICE_STOPPED);
    }
}
一般情况下在OnStart开启一个新的线程，在新的线程中做服务要做的事情。