Что такое Windows API

Интерфейс прикладного программирования WindowsAPI (applicationprogramminginterface) является интерфейсом системного программирования в пользовательском режиме для семейства операционных систем Windows. До выхода 64-разрядных версий Windows программный интерфейс для 32-разрядных версий операционных систем Windows назывался Win32 API, чтобы его можно было отличить от исходной 16-разрядной версии Windows API (которая служила интерфейсом программирования для начальных 16-разрядных версий Windows).

Windows API состоит из нескольких тысяч вызываемых функций, которые разбиты на следующие основные категории:

• Базовыеслужбы (Base Services).
• Службыкомпонентов (Component Services).
• Службы пользовательского интерфейса (User Interface Services).
• Графические и мультимедийные службы (Graphics and Multimedia Services).
• Обмен сообщениями и совместная работа (Messaging and Collaboration).
• Сеть (Networking).
• Веб-службы (Web Services).

Описание WindowsAPI можно найти в документации по набору инструментальных средств разработки программного обеспечения — WindowsSoftwareDevelopmentKit (SDK). Эта документация доступна на веб-сайте www.msdn.microsoft.com. Она также включена со всеми уровнями подписки в сеть MicrosoftDeveloperNetwork (MSDN), предназначенную для разработчиков.

Технология .NET.

Microsoft .NET Framework состоит из библиотеки классов под названием Framework Class Library (FCL) и управляемой среды выполнения кода —Common Language Runtime (CLR). CLR обладает функциями своевременной компиляции, проверки типов, сборки мусора и обеспечения безопасности доступа к коду. Предлагая эти функции, CLR предоставляет среду разработки, повышающую производительность работы программистов и сокращающую количество наиболее распространенных ошибок программирования.

Среда CLR реализована, как классический COM-сервер, код которого находится в стандартной Windows DLL-библиотеке, предназначенной для работы в пользовательском режиме. Фактически все компоненты .NET Framework реализованы как стандартные Windows DLL-библиотеки пользовательского режима, наложенные поверх неуправляемых функций Windows API. (Ни один из компонентов .NET Framework не работает в режиме ядра.) Взаимоотношения между этими компонентами показаны на рисунке.

Службы, функции и стандартные программы.

Некоторые термины в пользовательской и программной документации Windows в разных контекстах имеют разные значения. Например, слово служба может относиться к вызываемой в операционной системе стандартной подпрограмме, драйверу устройства или к обслуживающему процессу. Что именно означают те или иные термины, показано в следующем списке:

• Функции Windows API. Документированные, вызываемые подпрограммы в WindowsAPI. Например, CreateProcess, CreateFile и GetMessage.
• Собственные системные службы (или системные вызовы). Недокументированные базовые службы в операционной системе, вызываемые при работе в пользовательском режиме. Например, NtCreateUserProcess является внутренней службой, которую функция Windows CreateProcess вызывает для создания нового процесса.
• Функции поддержки ядра (или подпрограммы). Подпрограммы внутри операционной системы Windows, которые могут быть вызваны только из режима ядра. Например, ExAllocatePoolWithTag является подпрограммой, вызываемой драйверами устройств для выделения памяти из системных динамически распределяемых областей Windows (называемых пулами).
• Службы Windows. Процессы, запускаемые Диспетчером управления службами (Windowsservicecontrolmanager). Например, служба Диспетчер задач запускается в виде процесса, работающего в пользовательском режиме, в котором поддерживается команда at (аналогичная UNIX-командам at или cron).
• Библиотеки DLL (dynamic-link libraries — динамически подключаемые библиотеки). Набор вызываемых подпрограмм, связанных вместе в виде двоичного файла, который может быть загружен в динамическом режиме приложениями, которые используют эти подпрограммы. В качестве примера можно привести Msvcrt.dll (библиотеку времени выполнения для приложений, написанных на языке C) и Kernel32.dll (одну из библиотек подсистемы Windows API).   DLL-библиотеки широко используются компонентами и приложениями Windows, которые работают в пользовательском режиме. Преимущество, предоставляемое DLL-библиотеками по сравнению со статическими библиотеками, заключается в том, что они могут использоваться сразу несколькими приложениями, и Windows обеспечивает наличие в памяти только одной копии кода DLL-библиотеки для тех приложений, в которых имеются ссылки на эту библиотеку. Следует заметить, что неисполняемые .NET-сборки компилируются как DLL-библиотеки, но без каких-либо экспортируемых подпрограмм. CLR анализирует скомпилированные метаданные для доступа к соответствующим типам и элементам классов.

История Win32 API.

Интересно, что Win32 не планировался в качестве исходного интерфейса программирования для той системы, которая в ту пору называлась Windows NT. Поскольку проект Windows NT запускался в качестве замены для OS/2 версии 2, первоначальным интерфейсом программирования был 32-разрядный OS/2 PresentationManagerAPI. Но через год после запуска проекта произошел взлет поступившей в продажу Microsoft Windows 3.0. В результате этого Microsoft сменила направление и сделала Windows NT будущей заменой семейства продуктов Windows, а не заменой OS/2. В связи с этим и возникла необходимость выработать спецификацию Windows API — до этого, в Windows 3.0, API существовал только в виде 16-разрядного интерфейса.

Хотя в Windows API намечалось введение множества новых функций, недоступных в Windows 3.1, Microsoft решила сделать новый API, по возможности, максимально совместимым по именам, семантике и используемым типам данных с 16-разрядным Windows API, чтобы облегчить бремя переноса существующих 16-разрядных Windows-приложений в Windows NT. Этим, собственно, и объясняется тот факт, что многие имена функций и интерфейсов могут показаться непоследовательными: так нужно было для обеспечения совместимости нового Windows API со старым 16-разрядным Windows API.