C# Windows 控制台应用程序如何判断它是否以交互方式运行

Question

用 C# 编写的 Windows 控制台应用程序如何确定它是在非交互式环境（例如从服务或作为计划任务）中调用，还是从能够与用户交互的环境（例如命令提示符或 PowerShell）中调用?

Answer 1

[编辑：2021 年 4 月 - 新答案...]

由于 Visual Studio 调试器最近发生了变化，我原来的答案在调试时停止正常工作。为了解决这个问题，我提供了一种完全不同的方法。原始答案的文本包含在底部。

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1.请仅提供代码...

确定 .NET 应用程序是否在 GUI 模式下运行：

[DllImport("kernel32.dll")] static extern IntPtr GetModuleHandleW(IntPtr _);

public static bool IsGui
{
    get
    {
        var p = GetModuleHandleW(default);
        return Marshal.ReadInt16(p, Marshal.ReadInt32(p, 0x3C) + 0x5C) == 2;
    }
}

这会检查 PE 标头中的 Subsystem 值。对于控制台应用程序，该值将是 3 而不是 2。

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2.讨论

如related question 中所述，GUI vs. console 最可靠的指标是“Subsystem”字段可执行映像的PE header。以下 C# enum 列出了允许的（记录在案的）值：

public enum Subsystem : ushort
{
    Unknown                 /**/ = 0x0000,
    Native                  /**/ = 0x0001,
    WindowsGui              /**/ = 0x0002,
    WindowsCui              /**/ = 0x0003,
    OS2Cui                  /**/ = 0x0005,
    PosixCui                /**/ = 0x0007,
    NativeWindows           /**/ = 0x0008,
    WindowsCEGui            /**/ = 0x0009,
    EfiApplication          /**/ = 0x000A,
    EfiBootServiceDriver    /**/ = 0x000B,
    EfiRuntimeDriver        /**/ = 0x000C,
    EfiRom                  /**/ = 0x000D,
    Xbox                    /**/ = 0x000E,
    WindowsBootApplication  /**/ = 0x0010,
};

尽管代码很简单，但我们这里的案例可以简化。由于我们只对正在运行的进程感兴趣——它必须被加载，因此不需要打开任何文件或从磁盘读取来获取 subsystem 值。我们的可执行映像保证已经映射到内存中。通过调用以下函数来检索任何加载的文件图像的基地址很简单：

[DllImport("kernel32.dll")]
static extern IntPtr GetModuleHandleW(IntPtr lpModuleName);

虽然我们可能会为这个函数提供一个文件名，但事情还是更容易，我们不必这样做。传递null，或者在本例中为default(IntPtr.Zero)（与IntPtr.Zero 相同），返回当前进程的虚拟内存映像的基地址。这消除了必须获取条目程序集及其Location 属性等的额外步骤（前面提到过）。事不宜迟，以下是新的简化代码：

static Subsystem GetSubsystem()
{
    var p = GetModuleHandleW(default);          // PE image VM mapped base address
    p += Marshal.ReadInt32(p, 0x3C);                // RVA of COFF/PE within DOS header
    return (Subsystem)Marshal.ReadInt16(p + 0x5C);  // PE offset to 'Subsystem' value
}

public static bool IsGui => GetSubsystem() == Subsystem.WindowsGui;

public static bool IsConsole => GetSubsystem() == Subsystem.WindowsCui;

[官方回答结束]

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3.奖金讨论

对于 .NET，Subsystem 可能是 PE 标头 中最有用的信息——或唯一。但是，根据您对细节的容忍度，可能还有其他宝贵的花絮，并且使用刚刚描述的技术来检索其他有趣的数据很容易。

显然，通过更改之前使用的最终字段偏移量 (0x5C)，您可以访问 COFF 或 PE 标头中的其他字段。下一个 sn-p 说明了 Subsystem（如上）加上三个附加字段及其各自的偏移量。

注意：为了减少混乱，下面使用的 enum 声明可以找到 here

var p = GetModuleHandleW(default);  // PE image VM mapped base address
p += Marshal.ReadInt32(p, 0x3C);        // RVA of COFF/PE within DOS header

var subsys = (Subsystem)Marshal.ReadInt16(p + 0x005C);        // (same as before)
var machine = (ImageFileMachine)Marshal.ReadInt16(p + 0x0004);          // new
var imgType = (ImageFileCharacteristics)Marshal.ReadInt16(p + 0x0016);  // new
var dllFlags = (DllCharacteristics)Marshal.ReadInt16(p + 0x005E);       // new
//                    ... etc.

为了改善访问非托管内存中的多个字段时的情况，必须定义一个覆盖struct。这允许使用 C# 进行直接和自然的托管访问。对于运行示例，我将相邻的 COFF 和 PE 标头合并到以下 C# struct 定义中，并且仅包含我们认为有趣的四个字段：

[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
struct COFF_PE
{
    [FieldOffset(0x04)] public ImageFileMachine MachineType;
    [FieldOffset(0x16)] public ImageFileCharacteristics Characteristics;
    [FieldOffset(0x5C)] public Subsystem Subsystem;
    [FieldOffset(0x5E)] public DllCharacteristics DllCharacteristics;
};

注意：可以在here

找到此结构的完整版本，没有省略的字段

任何诸如此类的互操作struct 都必须在运行时正确设置，并且有很多选项可以这样做。理想情况下，最好将struct 覆盖“in-situ”直接施加在非托管内存上，这样就不需要进行内存复制。然而，为了避免在这里进一步延长讨论，我将展示一个涉及复制的更简单的方法。

var p = GetModuleHandleW(default);
var _pe = Marshal.PtrToStructure<COFF_PE>(p + Marshal.ReadInt32(p, 0x3C));

Trace.WriteLine($@"
    MachineType:        {_pe.MachineType}
    Characteristics:    {_pe.Characteristics}
    Subsystem:          {_pe.Subsystem}
    DllCharacteristics: {_pe.DllCharacteristics}");

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4.演示代码的输出

这是控制台程序运行时的输出...

机器类型：Amd64
特点：ExecutableImage、LargeAddressAware
子系统：WindowsCui (3)
DllCharacteristics：HighEntropyVA、DynamicBase、NxCompatible、NoSeh、TSAware

...与 GUI (WPF) 应用程序相比：

机器类型：Amd64
特点：ExecutableImage、LargeAddressAware
子系统：WindowsGui (2)
DllCharacteristics：HighEntropyVA、DynamicBase、NxCompatible、NoSeh、TSAware

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[旧：2012 年的原始答案...]

确定 .NET 应用程序是否在 GUI 模式下运行：

bool is_console_app = Console.OpenStandardInput(1) != Stream.Null;

Answer 2

Environment.UserInteractive 属性

Answer 3

如果您要做的只是确定程序退出后控制台是否会继续存在（例如，您可以在程序退出之前提示用户点击Enter） ，那么您所要做的就是检查您的进程是否是唯一连接到控制台的进程。如果是，那么当您的进程退出时，控制台将被销毁。如果控制台上附加了其他进程，那么控制台将继续存在（因为您的程序不会是最后一个）。

例如*：

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

namespace CheckIfConsoleWillBeDestroyedAtTheEnd
{
    internal class Program
    {
        private static void Main(string[] args)
        {
            // ...

            if (ConsoleWillBeDestroyedAtTheEnd())
            {
                Console.WriteLine("Press any key to continue . . .");
                Console.ReadKey();
            }
        }

        private static bool ConsoleWillBeDestroyedAtTheEnd()
        {
            var processList = new uint[1];
            var processCount = GetConsoleProcessList(processList, 1);

            return processCount == 1;
        }

        [DllImport("kernel32.dll", SetLastError = true)]
        static extern uint GetConsoleProcessList(uint[] processList, uint processCount);
    }
}

(*) 改编自找到的代码here。

Answer 4

我还没有测试过，但Environment.UserInteractive 看起来很有希望。

Answer 5

Glenn Slayden 解决方案的可能改进：

bool isConsoleApplication = Console.In != StreamReader.Null;

Answer 6

在交互式控制台中提示用户输入，但在没有控制台的情况下运行或输入已重定向时不执行任何操作：

if (Environment.UserInteractive && !Console.IsInputRedirected)
{
    Console.ReadKey();
}