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【第五章】作业

news 来源：原创 2025/6/17 1:59:51

什么是作业

在Windows操作系统中，作业是一种系统提供的机制，用于对一组进程进行管理和控制。作业Job是通过作业对象（内核对象）来实现的。通常，作业对象在操作系统中用于对多个进程进行统一管理。比如资源控制、杀死作业中的?进程等。

本质上，作业对象就是一个容器，用于存放多个进程。通过作业对象，我们可以对这些多个进程进行统一的管理。

给出下面例子来帮助理解作业。

比如，vs在构建一个c++项目时会生成Cl.exe（C和C++编译器），后者会生成很多其它的进程（编译器每次对资源文件进行扫描的时候）。反正就是构建一个c++项目时会需要生成多个进程。如果用户希望提前终止构建，就需要这些进程全部停止，包括Cl.exe及其子进程。又由于Windows没有维护进程父子关系，这个问题就变得很麻烦。有了作业，每生成一个相关进程就将其加入到某个作业中，通过这个作业对象来进行统一的终止。

作业对象相关函数

CreateJobObject

用途：创建一个新的作业对象
函数原型：

HANDLE CreateJobObject(
  LPSECURITY_ATTRIBUTES lpJobAttributes,
  LPCWSTR               lpName
);

参数信息：
- lpJobAttributes: 指向一个 SECURITY_ATTRIBUTES 结构体的指针，用来指定作业对象的安全性（可以设置为 NULL，表示默认安全设置）。
- lpName:作业对象名称，可以为NULL，如果指定了名称（唯一），则可以通过名称来打开作业对象
- 返回值：如果成功，返回作业对象句柄，否则为NULL,并使用GetLastError获取错误代码。

HANDLE hJob = CreateJobObject(NULL, NULL);
if (hJob == NULL) {
    // 错误处理
    DWORD dwError = GetLastError();
}

AssignProcessToJobObject

用途：将进程附加到作业对象
原型：

BOOL AssignProcessToJobObject(
  HANDLE hJob,
  HANDLE hProcess
);

参数：
- hJob:作业对象句柄
- hProcess:要附加到作业对象的进程的句柄
- 返回值：成功附加则返回TRUE，失败返回FALSE，并可以使用GetLastError获取错误码。
- 示例：

HANDLE hProcess = OpenProcess(PROCESS_ALL_ACCESS, FALSE, processId);
if (AssignProcessToJobObject(hJob, hProcess)) {
    // 进程成功附加到作业对象
} else {
    // 错误处理
}

SetInformationJobObject

用途：设置作业对象属性，如资源限制、作业控制等。
原型：

BOOL SetInformationJobObject(
  HANDLE hJob,
  JOBOBJECTINFOCLASS JobObjectInformationClass,
  LPVOID lpJobObjectInformation,
  DWORD cbJobObjectInformationLength
);

参数：
- hJob:作业对象句柄
- JobObjectInformationClass:要设置的作业信息类别，比如：JobObjectBasicLimitInformation 用于设置资源限制
- lpJobObjectInformation：指向包含作业信息的缓冲区
- cbJobObjectInformationLength:缓冲区的大小
- 返回值：如果成功，返回TRUE,否则为FALSE，并使用 GetLastError 获取错误代码。
- 示例：

JOBOBJECT_BASIC_LIMIT_INFORMATION jobLimits = {0};
jobLimits.LimitFlags = JOB_OBJECT_LIMIT_PROCESS_MEMORY;
jobLimits.ProcessMemoryLimit = 100 * 1024 * 1024; // 设置内存限制为100MB

JOBOBJECT_BASIC_UI_RESTRICTED_INFORMATION uiInfo = {0};
SetInformationJobObject(hJob, JobObjectBasicLimitInformation, &jobLimits, sizeof(jobLimits));

QueryInformationJobObject

查询作业对象的属性
原型：

BOOL QueryInformationJobObject(
  HANDLE hJob,
  JOBOBJECTINFOCLASS JobObjectInformationClass,
  LPVOID lpJobObjectInformation,
  DWORD cbJobObjectInformationLength,
  LPDWORD lpReturnLength
);

参数：
- hJob:作业对象的句柄
- JobObjectInformationClass:要查询的信息类型
- lpJobObjectInformation：用于接收查询结果的缓冲区
- cbJobObjectInformationLength:缓冲区字节大小
- lpReturnLength:实际接收到的字节数
- 返回值：如果成功，返回TRUE,否则为FALSE，并可以使用 GetLastError 获取错误代码。

TerminateJobObject

用途：终止作业对象中的所有进程
原型：

BOOL TerminateJobObject(
  HANDLE hJob,
  UINT uExitCode
);

参数：
- hJob:作业对象的句柄
- uExitCode：是一个 UINT 类型的参数，表示当作业对象中所有的进程被终止时，它们会返回的退出代码
- 返回值：同上

作业的特性和功能

上面我们已经知道了什么是作业，下面来更为详细地说说作业的特性和功能。在此之前，我们需要知道，怎么创建一个作业。

进程资源限制

作业对象允许你限制作业中的所有进程的资源使用。例如，作业对象可以限制作业中的进程能够使用的内存量、CPU时间、句柄数等。当一个进程超出这些限制时，操作系统可以采取行动，比如终止该进程或将其挂起。

内存限制：可以设置作业的内存使用上限，防止某些进程消耗过多内存影响其它进程的运行。
CPU时间限制：可以限制作业中所有进程使用的CPU时间。当进程没有达到指定的时间限制时，可以被暂停或终止
句柄限制：可以限制作业中进程所能打开的文件句柄或其它资源句柄的数量

进程的生命周期管理

作业对象允许你对作业中的进程进行生命周期管理。通过作业对象，可以执行以下操作：

终止作业中的进程：如果作业中的某个进程出错或者需要停止，作业对象可以确保所有进程统一终止。
暂停和恢复进程：作业对象可以将所有进程暂停,等到适当的时候恢复执行
监控作业进程状态：可以通过作业对象查询进程的状态，了解进程是否正常运行，是否已经完成，或者是否发生了异常。

作业对象与进程的关系

每个进程都可以附加到一个或者多个作业对象中。当进程附加到作业对象之后，系统将其纳入该作业的管理范围。作业对象本身并不创建进程，而是用于管理已存在的进程。

作业对象的事件与通知

作业对象还支持进程的结束事件。可以为作业对象设置事件，当作业中的所有进程都结束时，这些事件将被触发。这种机制可以用于等待多个进程完成工作。

作业对象与进程的优先级控制

可以通过作业对象对作业中的进程进行优先级控制。例如，限制作业中的进程只能在低优先级下运行，避免它们占用过多的系统资源影响其他更重要的进程。

使用作业对象的场景

限制资源的使用
假设有一个程序会启动多个子进程，但担心某个子进程可能会占用太多内存或CPU，影响整个系统。你可以将这些子进程加入到一个作业对象中，然后为整个作业设定内存或CPU的使用上限。当某个进程尝试超出这个限制时，系统就能及时干预，保证其他进程不受影响
统一终止多个进程
想象一个复杂的应用程序由多个独立的进程组成，例如，一个浏览器可能包含主进程、渲染进程、插件进程等。如果用户选择关闭浏览器，通过作业对象可以一键终止所有相关进程，确保没有进程残留在后台继续占用资源
错误恢复和安全保护
在一些服务器或后台任务中，为了防止某个进程异常崩溃导致整个服务出问题，可以将相关进程放到一个作业对象中。如果发现其中一个进程出现问题，系统可以迅速终止整个作业，并重新启动所有进程，保持服务的整体稳定性