Windows编程：用内存映射文件实现单实例应用_mfc 启动后自动隐藏窗口-优快云博客

在Windows应用程序的开发过程中，限制程序的多开是一项常见的需求。传统的方法通常使用互斥量（Mutex）或通过窗口名称查找窗口句柄（FindWindow），但这些方法存在一定的局限性。本文将深入探讨如何利用内存映射文件（Memory-Mapped File）来实现单实例应用程序，避免多开问题，并确保在启动第二个实例时，将第一个实例的主窗口置于最前方。

1. 案例描述

在一个基于MFC（Microsoft Foundation Classes）的项目中，我们需要限制应用程序的多开。当用户尝试启动第二个实例时，程序应将已运行的第一个实例的主窗口激活并置于最前方，同时自动退出第二个实例。

常见的解决方案包括：

使用互斥量（Mutex）：通过创建一个命名互斥量，判断程序是否已在运行。
使用窗口名称查找（FindWindow）：通过窗口名称查找已存在的窗口句柄。

然而，这些方法存在以下问题：

互斥量方法无法直接获取已运行实例的窗口句柄，无法将其窗口置于最前方。
FindWindow方法可能会误判其他同名窗口，导致错误行为。

因此，我们需要一种既能限制多开，又能准确获取第一个实例窗口句柄的方法。

2. 案例分析

2.1 内存映射文件简介

内存映射文件（Memory-Mapped File）是一种将文件内容映射到进程的虚拟地址空间的机制。通过内存映射文件，不同的进程可以共享同一块内存，实现进程间通信。

优势：

高效的进程间通信：共享内存比管道或套接字等通信方式速度更快。
简化的数据共享：无需显式地进行数据读写操作，进程可以直接访问共享内存中的数据。

2.2 解决思路

利用内存映射文件，我们可以：

限制应用程序多开：在应用启动时尝试创建一个命名的内存映射文件，如果已存在，则说明程序已在运行。
共享主窗口句柄：将第一个实例的主窗口句柄存储在内存映射文件中，后续实例可以读取该句柄。

2.3 相关API介绍

CreateFileMapping：创建或打开一个内存映射文件对象。
OpenFileMapping：打开一个已存在的内存映射文件对象。
MapViewOfFile：将文件映射对象映射到当前进程的地址空间。
UnmapViewOfFile：解除文件映射视图。
CloseHandle：关闭内核对象句柄。

3. 解决过程

3.1 创建内存映射文件

在应用程序启动时，首先尝试创建一个命名的内存映射文件：

// 定义内存映射文件的名称
#define UNIQUE_APP_NAME _T("MyUniqueAppName")

HANDLE hMapFile = CreateFileMapping(
    INVALID_HANDLE_VALUE,    // 使用系统分页文件
    NULL,                    // 默认安全属性
    PAGE_READWRITE,          // 读写权限
    0,                       // 大小高位
    sizeof(HWND),            // 大小低位，存储一个窗口句柄的大小
    UNIQUE_APP_NAME          // 映射文件的名称
);

if (hMapFile == NULL)
{
    // 创建失败，处理错误
    MessageBox(NULL, _T("无法创建内存映射文件！"), _T("错误"), MB_ICONERROR);
    return FALSE;
}

if (GetLastError() == ERROR_ALREADY_EXISTS)
{
    // 映射文件已存在，程序已在运行
    // 后续处理...
}
else
{
    // 第一个实例，后续将在内存映射文件中写入主窗口句柄
}

3.2 读取主窗口句柄

如果发现内存映射文件已存在，说明已有一个实例在运行，我们需要读取该实例的主窗口句柄：

// 打开已存在的内存映射文件
HANDLE hMapFile = OpenFileMapping(
    FILE_MAP_READ,           // 读取权限
    FALSE,                   // 句柄不继承
    UNIQUE_APP_NAME          // 映射文件的名称
);

if (hMapFile)
{
    // 将映射文件映射到当前进程的地址空间
    HWND* pWnd = (HWND*)MapViewOfFile(
        hMapFile,
        FILE_MAP_READ,
        0,
        0,
        sizeof(HWND)
    );

    if (pWnd)
    {
        HWND hPrevWnd = *pWnd;
        // 检查窗口句柄的有效性
        if (IsWindow(hPrevWnd))
        {
            // 激活并显示已运行实例的主窗口
            ShowWindow(hPrevWnd, SW_RESTORE);
            SetForegroundWindow(hPrevWnd);
        }
        // 解除映射视图
        UnmapViewOfFile(pWnd);
    }
    // 关闭句柄
    CloseHandle(hMapFile);
    // 退出当前实例
    return FALSE;
}

3.3 设置主窗口句柄

对于第一个实例，需要在主窗口创建完成后，将其窗口句柄写入内存映射文件：

// 在主窗口创建完成后，例如在OnInitDialog或InitInstance中
HWND hWndMain = m_pMainWnd->GetSafeHwnd();

// 将映射文件映射到当前进程的地址空间
HWND* pWnd = (HWND*)MapViewOfFile(
    hMapFile,
    FILE_MAP_WRITE,
    0,
    0,
    sizeof(HWND)
);

if (pWnd)
{
    // 将主窗口句柄写入共享内存
    *pWnd = hWndMain;
    // 解除映射视图
    UnmapViewOfFile(pWnd);
}
else
{
    MessageBox(NULL, _T("无法映射视图！"), _T("错误"), MB_ICONERROR);
    return FALSE;
}

3.4 在应用程序中集成

完整的代码整合应放在应用程序的入口函数中，例如InitInstance：

BOOL CMyApp::InitInstance()
{
    // ... 初始化代码 ...

    // 尝试创建内存映射文件
    HANDLE hMapFile = CreateFileMapping(
        INVALID_HANDLE_VALUE,
        NULL,
        PAGE_READWRITE,
        0,
        sizeof(HWND),
        UNIQUE_APP_NAME
    );

    if (hMapFile == NULL)
    {
        MessageBox(NULL, _T("无法创建内存映射文件！"), _T("错误"), MB_ICONERROR);
        return FALSE;
    }

    if (GetLastError() == ERROR_ALREADY_EXISTS)
    {
        // 已有实例在运行，读取主窗口句柄
        HANDLE hMapFile = OpenFileMapping(
            FILE_MAP_READ,
            FALSE,
            UNIQUE_APP_NAME
        );

        if (hMapFile)
        {
            HWND* pWnd = (HWND*)MapViewOfFile(
                hMapFile,
                FILE_MAP_READ,
                0,
                0,
                sizeof(HWND)
            );

            if (pWnd)
            {
                HWND hPrevWnd = *pWnd;
                if (IsWindow(hPrevWnd))
                {
                    ShowWindow(hPrevWnd, SW_RESTORE);
                    SetForegroundWindow(hPrevWnd);
                }
                UnmapViewOfFile(pWnd);
            }
            CloseHandle(hMapFile);
        }
        // 退出当前实例
        return FALSE;
    }

    // 创建主窗口
    CMainDlg dlg;
    m_pMainWnd = &dlg;

    // 显示主窗口
    INT_PTR nResponse = dlg.DoModal();

    // 将主窗口句柄写入内存映射文件
    HWND hWndMain = dlg.GetSafeHwnd();
    HWND* pWnd = (HWND*)MapViewOfFile(
        hMapFile,
        FILE_MAP_WRITE,
        0,
        0,
        sizeof(HWND)
    );

    if (pWnd)
    {
        *pWnd = hWndMain;
        UnmapViewOfFile(pWnd);
    }
    else
    {
        MessageBox(NULL, _T("无法映射视图！"), _T("错误"), MB_ICONERROR);
    }

    // 关闭内存映射文件句柄
    CloseHandle(hMapFile);

    // ... 其他清理代码 ...

    return FALSE;
}