如何确保并强制拥有句柄以防止不必要的 CloseHandle 调用？答案

【问题标题】：How to ensure and force ownership of a handle to prevent unwanted CloseHandle calls?如何确保并强制拥有句柄以防止不必要的 CloseHandle 调用？
【发布时间】：2018-10-09 16:33:19
【问题描述】：

TL;DR

假设我实现了一个类，该类实现了一个返回 HANDLE 的 API。假设我的班级是 HANDLE 的所有者并负责创建、更新和关闭它。

如何防止我的 API 调用者关闭我的句柄并破坏我的设计？

背景

CreateToolhelp32Snapshot 是一个昂贵的电话，必须明智地使用。我的解决方案中有很多项目，每个项目都会不小心调用CreateToolhelp32Snapshot。

我想实现一个包装类，它提供对CreateToolhelp32Snapshot 的“智能”访问。

我的班级将是CreateToolhelp32Snapshot 返回的HADNLE 的所有者，并将在需要时更新它（重新调用CreateToolhelp32Snapshot）（尚未完全定义何时需要）。

为简单起见，我们假设我的应用程序是单个进程和线程，并且我的类只有一个实例。

【问题讨论】：

如果HANDLE 归您的类实现所有，请不要将其交给客户。如果您需要为客户提供与您的班级交流的方式，请给他们一个您制作的句柄类型，您的班级可以映射到实际的HANDLE，而无需离开您的班级。
如果您以正常方式（例如 pimpl）隐藏 HANDLE 的实现，您应该不会遇到很多问题。 HANDLE 不会创建或删除任何内容，您只需 2 个 API 调用即可创建和销毁。但我想我没有得到任何东西。
@IInspectable 我的包装类的客户端需要HANDLE 才能使用许多其他 WINAPI。我不想封装使用该句柄的整个 API 系列。
您当然可以在将句柄传递给客户端之前调用DuplicateHandle，并强制客户端关闭此句柄。但是如果他们不关闭它会怎样？如果客户使用无效参数调用您的代码会怎样？如果客户端代码不正确和崩溃过程怎么办？只需将原始句柄传递给客户端，它就不能关闭它。如果客户端代码不正确 - 这不是您的问题。它总是可能不正确并破坏所有
也可以作为“解决方案”调用SetHandleInformation 和HANDLE_FLAG_PROTECT_FROM_CLOSE 以保护您的句柄不被关闭。最后自己删除这个标志。猜客户也不要尝试这样做））

标签： c++ winapi c++14 handle

【解决方案1】：

假设我实现了一个实现返回 HANDLE 的 API 的类

您退回把手破坏了您的设计。您的包装器的用户不应该关心句柄，而是关心他们想要的数据，例如您的案例中的模块列表。公开一个可以将此类数据返回给您的用户的 API。

class snapshot
{
    public:
    snapshot()
    {
        m_handle = CreateToolhelp32Snapshot(...);
    }
    ~snapshot()
    {
        CloseHandle(m_handle);
    }
    getModules()
    {
        // use m_handle to return a list of modules.
    }
    private:
    HANDLE m_handle;
};

【讨论】：

这是一种方法，但我不想封装使用该句柄的整个 API 系列。这似乎是一个重大的矫枉过正，真的让我相信我的设计有缺陷。
@idanshmu 您指的是哪个 API 系列？在我看来，既然您是手柄的所有者，那么您应该控制它的使用方式。如果您想以任何方式公开句柄，那么您必须相信 API 的用户不会干预句柄。
公开一个类的成员并不意味着公开所有权或完全信任调用者。就我而言，我想公开只有“阅读”访问权限的成员。与您返回 const 成员相同。微软本可以轻松地将 const 概念带到他们的HANDLE
@ida：你不能保护HANDLE，它只是下面的一个指针。如果客户想在上面调用CloseHandle，没有什么可以阻止的。如果您不希望您的客户关闭手柄，请不要将其分发出去。制作HANDLE const 对您没有任何帮助；毕竟它只是一个值，Microsoft 无法提供您所要求的任何东西。

【解决方案2】：

你可以做的是使用 DuplicateHandle 和 require 调用者调用 CloseHandle。除此之外，您必须信任调用者。

【讨论】：

【解决方案3】：

你不能。只要你不愿意完全封装HANDLE的所有用途，可以直接访问HANDLE的外部代码都可以关闭它。这和能做delete smart_ptr.get();没什么区别。

C++ 可以保护您免受意外误用。它不能保护你免受背信弃义。如果使用智能手柄类的用户没有收到智能手柄类是HANDLE 所有者的备忘录，那么您无能为力。

【讨论】：

【解决方案4】：

如果我要实现该类，我只需编写方法Enumerate 并调用CreateToolhelp32Snapshot、另一组函数，然后调用CloseHandle。 HANDLE 不会是类本身的一部分，而是 Enumerate 方法的局部。枚举将填充所需的结构（用户定义）并创建该结构的vector（或 (unordered_)map，如果需要某些 PID -> ProcessInformation 访问。）。该类将促进获取该枚举数据的方法。对于一流的 C++ 类，我实际上会实现 begin 和 end 方法，以便类/对象可以与基于范围的 for 循环一起使用。

在CreateToolhelp32Snapshot的实际处理中，为什么真的需要延迟？当真正的调用者在该句柄上调用一些安全 Win32 API 时，正在运行的进程的状态将会改变。如果您的班级对象停留很长时间（呃），那么您所拥有的只是针对该句柄的陈旧/不一致的信息。

【讨论】：