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VC++ 進程與多進程管理核心技術詳解

編輯：關於VC++

前言：進程基本概念

進程是作業系統中載入記憶體、正在執行的應用程式實例。每個進程包含核心物件（供系統管理統計資訊）與位址空間（含程式碼、資料、執行緒堆疊、堆積配置等動態空間）。進程本身無法執行操作，必須擁有至少一個執行緒（主執行緒）在其位址空間內執行程式碼。主執行緒結束即意味著進程終止，系統會自動釋放其位址空間。

每個載入進程的可執行檔或 DLL 映像會獲得唯一的實例控制碼 HINSTANCE，實際上記錄該模組在進程中的基底記憶體位址。VC++ 連結器產生的程式預設基底位址為 0x00400000，通常無需修改。可透過 GetModuleHandle() 取得指定模組的基底位址。

一、子進程建立與管理

CreateProcess 完整流程

CreateProcess() 會建立新進程核心物件（參考計數初始為 1）、配置虛擬位址空間、載入可執行檔與必要 DLL、建立主執行緒核心物件並啟動 WinMain() 入口函式。

函式原型與關鍵參數

BOOL CreateProcess(
    LPCTSTR lpApplicationName,        // 可執行模組名稱
    LPTSTR lpCommandLine,             // 命令列字串
    LPSECURITY_ATTRIBUTES lpProcessAttributes,  // 進程安全屬性
    LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,   // 執行緒安全屬性
    BOOL bInheritHandles,             // 控制碼繼承旗標
    DWORD dwCreationFlags,            // 建立旗標（可設優先權）
    LPVOID lpEnvironment,             // 環境區塊指標
    LPCTSTR lpCurrentDirectory,       // 目前目錄
    LPSTARTUPINFO lpStartupInfo,      // 啟動資訊結構
    LPPROCESS_INFORMATION lpProcessInformation // 進程資訊結構
);

同步等待模式：父進程阻塞直到子進程結束

CString sCmdLine;
char cWinDir[MAX_PATH], cCmdLine[MAX_PATH];
DWORD dwExitCode;
PROCESS_INFORMATION pi;
STARTUPINFO si = { sizeof(si) };

GetWindowsDirectory(cWinDir, MAX_PATH);
sCmdLine = CString(cWinDir) + _T("\\Notepad.exe");
_tcscpy(cCmdLine, sCmdLine);

BOOL ret = CreateProcess(NULL, cCmdLine, NULL, NULL, FALSE, 0, NULL, NULL, &si, &pi);
if (ret) {
    CloseHandle(pi.hThread);                    // 關閉主執行緒控制碼
    WaitForSingleObject(pi.hProcess, INFINITE); // 等待子進程結束
    GetExitCodeProcess(pi.hProcess, &dwExitCode); // 取得結束代碼
    CloseHandle(pi.hProcess);                   // 關閉進程控制碼
}

此模式下子進程如同同步函式呼叫，父進程在 WaitForSingleObject 處阻塞，子進程結束後繼續執行。

非同步啟動模式：啟動後不再關心子進程

BOOL ret = CreateProcess(NULL, cCmdLine, NULL, NULL, FALSE, 0, NULL, NULL, &si, &pi);
if (ret) {
    CloseHandle(pi.hThread);
    CloseHandle(pi.hProcess);  // 立即關閉控制碼，不等待
}

適用於獨立功能模組，大型軟體常採用此架構將功能拆分為獨立執行檔。

進程優先權控制

建立時指定：dwCreationFlags 設為 HIGH_PRIORITY_CLASS 等常數
動態調整（父進程）：SetPriorityClass(pi.hProcess, HIGH_PRIORITY_CLASS);
動態調整（子進程自身）：SetPriorityClass(GetCurrentProcess(), HIGH_PRIORITY_CLASS);

二、進程互斥執行（單一實例保護）

某些程式（如獨佔序列埠）要求系統中僅存在一個實例。核心邏輯：啟動時檢查是否已有實例，若有則退出。

方法一：具名互斥量

HANDLE hMutex = CreateMutex(NULL, FALSE, _T("MyUniqueAppName"));
if (GetLastError() == ERROR_ALREADY_EXISTS) {
    CloseHandle(hMutex);
    return FALSE;  // 已有實例，終止啟動
}

CreateMutex 若發現同名互斥量已存在，會傳回既有控制碼並設定錯誤碼 ERROR_ALREADY_EXISTS，以此實現單一實例檢查。

方法二：全域共享變數（MFC 專用）

#pragma data_seg("Shared")
volatile long g_lAppInstance = 0;
#pragma data_seg()
#pragma comment(linker, "/section:Shared,RWS")

// 在 InitInstance 開頭：
if (++g_lAppInstance > 1)
    return FALSE;

利用編譯器指令建立跨進程共享資料區，所有進程實例共用同一變數計數器。

關鍵點： 以上程式碼必須放在 CWinApp::InitInstance() 最開頭，確保在任何視窗建立前完成檢查。

三、進程終止方式比較

函式	適用範圍	特性	風險
`ExitProcess(uExitCode)`	本進程	正常終止，通知 DLL、清理執行緒資源	強制性強，後續程式碼不執行，若有 `new` 未 `delete` 會記憶體洩漏
`TerminateProcess(hProcess, uExitCode)`	任意進程（需控制碼）	非同步、強制終止，不通知被終止進程	極度危險，無法執行清理程式碼，僅作最後手段