查看windows是否有nginx

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mob64ca13fe62db 2024-12-20 20:09:40

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你是否想过要实现一个Windows程序，可以让它在系统启动的时候自动运行？或者后台运行，不显示界面？或者希望运行的时候能够方便的指定权限？那么Windows服务可以满足你的需求。

本文主要介绍如何用C++编写Windows服务。根据以下三点进行讲解：

Windows服务是如何管理和运行的？
如何实现Windows服务?
如何配置Windows服务？

Windows服务控制管理器

在Widnows Service本地管理可以通过命令行services.msc打开，可以看到Service的名称，运行状态等，也可以对Service 进行停止，启动等操作。

查看windows是否有nginx_Code

Windows控制服务管理器(Service Control Manager)主要负责统一的管理Windows Service，比如:

记录和维护安全的Service。这些信息会记录在注册表中HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services。
当系统启动的时候会按照设定的顺序启动Windows服务，比如服务的Group Order和服务的依赖关系
我们自己编写的Service进程和SCM主要通过RPC进行交互，比如SCM像我们的Service进程发送Start，Stop等请求；Service程序也会告诉SCM当前Service的状态；对于我们的程序来说不一定关系这个底层实现细节，只需要知道我们调用的Service函数底层是和SCM进行了通信。Service常见的状态如下图所示。(图片来自于微软MSDN Service State Transitions)

查看windows是否有nginx_初始化_02

实现Windows服务

接下来我们使用C++来实现一个Windows服务。我们先来看一下实现的结构图:

查看windows是否有nginx_Code_03

在介绍代码编写之前，我们先定义一个数据结构，实例化一个全局变量，后续会用到，代码里均以加上注释。

struct ServiceContext{  ServiceContext() = delete;  ServiceContext(std::string strSvcName) : m_strSvcName(strSvcName)  {    ;  }  ~ServiceContext()  {    if (m_hStartedEvent)      CloseHandle(m_hStartedEvent);    if (m_hStopEvent)      CloseHandle(m_hStopEvent);  }  std::string           m_strSvcName;  SERVICE_STATUS_HANDLE m_svcStatusHandle = nullptr; //Service Status Handle  SERVICE_STATUS        m_svcStatus;                 //Service Name  //This event used to check whether service worker is started  HANDLE                m_hStartedEvent = CreateEvent(    NULL,    // default security attributes    TRUE,    // manual reset event    FALSE,   // not signaled    NULL);   // no name;     //This event used to notify service worker to stop  HANDLE                m_hStopEvent = CreateEvent(    NULL,    // default security attributes    TRUE,    // manual reset event    FALSE,   // not signaled    NULL);   // no name;        DWORD                 m_dwHintTimeout = 5 * 1000;  // 5 seconds, check interval for starting and stopping  DWORD                 m_dwCheckPoint = 1;          // It's used to co-work check for starting and stopping};ServiceContext gCoderSvcCtx("CoderService");

第一步 当用户在服务管理器中启动Service的时候，Service Control Manager(后面简称SCM), 将会创建我们编写的服务进程。此时进程会调用main。

StartServiceCtrlDispatcher 在main函数启动后，尽量快速调用，否则一段时间后，SCM会认为程序hang住了，而关闭掉Service进程。
StartServiceCtrlDispatcher, 注册我们的Service: Service名称为CoderService, Service对应的启动函数是CoderServiceMain。
StartServiceCtrlDispatcher一般当Service设置为停止状态的时候，才会退出。当然这里的停止包括: Service进程终止; Service接收到停止指令，后设置Stop状态等等。
通过代码不难发现，一个服务程序可以注册多个Service，不过本文主要讲解单独Service实现。

int main(){  SERVICE_TABLE_ENTRY svcTableEntry[] = {    {const_cast<char *>(gCoderSvcCtx.m_strSvcName.c_str()), CoderServiceMain},    {NULL, NULL}  };  //It should be invoked in main as soon as possible  //Start failed, you can use GetLastError() to get the error code  if (!StartServiceCtrlDispatcher(svcTableEntry))    return -1;  return 0;}

第二步 CoderServiceMain是对应Service CoderWorker的回调程序入口。

注册了CoderServiceController作为Event处理回调函数，比如用户停止服务。
SERVICE_WIN32_OWN_PROCESS设置服务为独占程序的服务，即非多个Sevice共享服务程序。
设置服务进入状态SERVICE_START_PENDING, 通知SCM
调用StartCoderServiceWorker 进入下一步启动过程
ReportSvcStatus是SetServiceStatus的封装，去除重复代码调用

//Refer to: https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/services/writing-a-servicemain-functionbool ReportSvcStatus(ServiceContext& ctx,  DWORD dwCurrentState,  DWORD dwWin32ExitCode){  // Fill in the SERVICE_STATUS structure.  ctx.m_svcStatus.dwCurrentState = dwCurrentState;  ctx.m_svcStatus.dwWin32ExitCode = dwWin32ExitCode;  ctx.m_svcStatus.dwWaitHint = ctx.m_dwHintTimeout;  if (dwCurrentState == SERVICE_START_PENDING)    ctx.m_svcStatus.dwControlsAccepted = 0;  else    ctx.m_svcStatus.dwControlsAccepted = SERVICE_ACCEPT_STOP | SERVICE_ACCEPT_SHUTDOWN;  if ((dwCurrentState == SERVICE_RUNNING) ||    (dwCurrentState == SERVICE_STOPPED))    ctx.m_svcStatus.dwCheckPoint = 0;  else     ctx.m_svcStatus.dwCheckPoint = ctx.m_dwCheckPoint++;  // Report the status of the service to the SCM.  return SetServiceStatus(ctx.m_svcStatusHandle, &ctx.m_svcStatus);}//Each Service binding a ServiceMainvoid CoderServiceMain(DWORD dwNumServicesArgs, LPSTR *lpServiceArgVectors){  // 1. Register Control Handler  gCoderSvcCtx.m_svcStatusHandle = RegisterServiceCtrlHandler(const_cast<char *>(gCoderSvcCtx.m_strSvcName.c_str()),    CoderServiceController);  if (!gCoderSvcCtx.m_svcStatusHandle)    return;  // 2.  Set SERVICE_START_PENDING  gCoderSvcCtx.m_svcStatus.dwServiceType = SERVICE_WIN32_OWN_PROCESS;  gCoderSvcCtx.m_svcStatus.dwServiceSpecificExitCode = 0;  if (!ReportSvcStatus(gCoderSvcCtx, SERVICE_START_PENDING, NO_ERROR))  {    ReportSvcStatus(gCoderSvcCtx, SERVICE_STOPPED, NO_ERROR);    return;  }  // 3. your worker start  // Service woker will work for specified task, if it return means it's stopped  StartCoderServiceWorker(dwNumServicesArgs, lpServiceArgVectors);  return;}

第三步 StartCoderServiceWorker 这个是Service启动的主要过程

CoderServiceWorker 你可以这样理解：StartCoderServiceWorker以及之前的部分，主要是为了和SCM进行交互，而CoderServiceWorker则为你的Service需要执行的内容/工作。
大家在实现一些工作/任务的时候都会做一些封装，而这里CoderWorker也是对实际执行的内容/工作做了封装。提供了两个接口Start, Stop。划重点了，如果你要实现一个windows服务的具体工作，那么只需要在Run函数中做实现即可。
当CoderServiceWorker的初始化完成后，会触发m_hStartedEvent， StartCoderServiceWorker收到这个事件后，会通知SCM状态改为SERVICE_RUNNING。因为有些程序初始化需要时间比较长，不过一般是不建议初始化时间太长。有的程序员会让程序的Service尽快进入正在运行状态，异步的去做一些初始化，但这样会导致一个问题，就是服务已经显示正在运行状态，但其初始化未完成无法提供服务；所以有的程序员会等待初始化完毕后，才通知SCM为正在运行状态，以为这样保证，服务正在运行状态就保证了其已经可以正常工作了。这两种方式根据自己的场景进行抉择。而本程序是用sleep模拟了10秒钟的初始化时间，并且在StartCoderServiceWorker等待m_hStartedEvent。如果初始化一直没有完成，那么StartCoderServiceWorker会间隔m_dwHintTimeout像SCM发送SERVICE_START_PENDING。为什么要这么做？因为MSDN上说如果在m_dwHintTimeout间隔时间后需要更新服务的状态，否则有可能SCM会认为程序已经出错，并且停止服务(但本人实际测试，并不会停止服务，但为了信任微软的文档，此程序还是会及时的发送消息给SCM)。

关于m_hStopEvent这个和m_hStartedEvent实现方式类似，主要用于感知我们的服务的工作已经停止了，可以对SCM发送SERVICE_STOPPED的状态了。这个后续再讲，因为目前说的是Service启动过程。

启动完成后程序将会进入如下状态:

StartCoderServiceWorker 等待m_hStopEvent事件
CoderServiceWorker 在等待m_hStopEvent事件
CoderWorker::Run循环执行任务，并且查看是否需要停止

class CoderWorker{public:  bool Start(){    // You should fill your Worker thread init task here    // Here just sleep 10 seconds to fake the init time    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(10));    //Start the worker process tasks    int iTmpPara = 1;    m_thWorker = std::thread(&CoderWorker::Run, this, iTmpPara);    return true;  }  void Stop(){    m_bStop = true;    if (m_thWorker.joinable())      m_thWorker.join();    // Here we just Fake sleep 10 seconds to stop    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(10));  }  void Run(int iPara){    while (!m_bStop)    {      //do task      //Here just fill your code to do your work      //just here fake sleep 1 second to do task      std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));    }  }private:  std::thread   m_thWorker;  volatile bool m_bStop = false;};// Here you can also specify other parametersvoid CoderServiceWorker(ServiceContext& ctx, DWORD dwNumServicesArgs, LPSTR *lpServiceArgVectors){  // 1. Init and Start worker and notify the it's started  CoderWorker woker{};  if (!woker.Start())    ExitThread(-1);  SetEvent(ctx.m_hStartedEvent);  // 2. Wait for the stop event  DWORD dwCode = WaitForSingleObject(ctx.m_hStopEvent, INFINITE);  woker.Stop();  ExitThread(0);  return;}//Service Worker means what your service really dovoid StartCoderServiceWorker(DWORD dwNumServicesArgs, LPSTR *lpServiceArgVectors){  // 1. Start your service worker to handle tasks  std::thread thWorker(CoderServiceWorker, std::ref(gCoderSvcCtx), dwNumServicesArgs, lpServiceArgVectors);    // 2. Check the starting status  while (true)  {    DWORD dwCode = WaitForSingleObject(gCoderSvcCtx.m_hStartedEvent, gCoderSvcCtx.m_dwHintTimeout);    if (WAIT_TIMEOUT == dwCode)    {      //Still starting      ReportSvcStatus(gCoderSvcCtx, SERVICE_START_PENDING, NO_ERROR);    }    else if (WAIT_OBJECT_0 == dwCode)    {      //Started Finish      ResetEvent(gCoderSvcCtx.m_hStartedEvent);      ReportSvcStatus(gCoderSvcCtx, SERVICE_RUNNING, NO_ERROR);      break;    }    else    {      //Other errors      ReportSvcStatus(gCoderSvcCtx, SERVICE_STOPPED, NO_ERROR);      return;    }  }    // 3. Check whether receive stop event  while (true)  {    DWORD dwCheckTime = 1000; //1 second    DWORD dwCode = WaitForSingleObject(gCoderSvcCtx.m_hStopEvent, dwCheckTime);    if (WAIT_TIMEOUT == dwCode)    {      //Still runining      continue;    }    else if (WAIT_OBJECT_0 == dwCode)    {      //It begin to stop      // run into Stop pending status      ReportSvcStatus(gCoderSvcCtx, SERVICE_STOP_PENDING, NO_ERROR);      break;    }    else    {      //Other errors      ReportSvcStatus(gCoderSvcCtx, SERVICE_STOPPED, NO_ERROR);      return;    }  }  // 4. Check the stopping status  // If it's stopped then set the status to STOP  HANDLE hThreadHandle = thWorker.native_handle();  while (true)  {    DWORD dwCode = WaitForSingleObject(hThreadHandle, gCoderSvcCtx.m_dwHintTimeout);    if (WAIT_TIMEOUT == dwCode)    {      //Still stopping      ReportSvcStatus(gCoderSvcCtx, SERVICE_STOP_PENDING, NO_ERROR);    }    else if (WAIT_OBJECT_0 == dwCode)    {      // stop Finish      // Reset the stop event      ResetEvent(gCoderSvcCtx.m_hStopEvent);      ReportSvcStatus(gCoderSvcCtx, SERVICE_STOPPED, NO_ERROR);      break;    }    else    {      //Other errors      ReportSvcStatus(gCoderSvcCtx, SERVICE_STOPPED, NO_ERROR);      return;    }  }  return;}

第四步 上面已经描述完成了程序的启动过程，并且服务已经处于正在运行状态了。那么假设这个时候用户在服务管理器中点击了停止服务，程序会如何运行呢？

首先还记得第二步中提到的CoderServiceController不？这是个回调函数，收到了SERVICE_CONTROL_STOP,会先设置服务状态为SERVICE_STOP_PENDING, 并且设置m_hStopEvent通知其他线程开始停止工作。
CoderServiceWorker 在接受到m_hStopEvent事件，调用woker.Stop()设置m_bStop为true，此时CoderWorker::Run,停止工作。这里模拟了10秒钟的stop后释放资源的时间。
StartCoderServiceWorker 接收到m_hStopEvent事件，开始等待CoderServiceWorker线程停止，并且每隔m_dwHintTimeout时长给SCM报告SERVICE_STOP_PENDING。直到CoderServiceWorker停止，给SCM报告SERVICE_STOPPED状态。

//Each Service have a Service Controller to control the void CoderServiceController(DWORD dwControl){  // Handle the requested control code.   switch (dwControl)  {  case SERVICE_CONTROL_SHUTDOWN:  case SERVICE_CONTROL_STOP:    ReportSvcStatus(gCoderSvcCtx, SERVICE_STOP_PENDING, NO_ERROR);    // Signal the service to stop.    SetEvent(gCoderSvcCtx.m_hStopEvent);    return;  default:    break;  }}