Пользователь
0,0
рейтинг
21 июля 2014 в 12:57

Разработка → Зачем Win32-приложению манифест? из песочницы

Недавно на руборде в разделе Программирование был задан вопрос: «Зачем Win32-приложению манифест? На что он влияет?». Первое, что сразу приходит в голову большинству программистов — это темы оформления. Но на самом деле в современных виндах манифест нужен не только для этого. Я подумал и написал пять ключевых аспектов, на которые влияет манифест или его отсутствие. После этого сразу несколько человек попросили оформить этот пост в виде более развернутой статьи.

Для начала предлагаю вспомнить, как вообще в Windows появились манифесты, и как они развивались.

История манифеста

В древние времена в мире Win95/98 царил ад, точнее DLL hell. Возник он из-за того, что Windows задумывалась как идеальная система. Все приложения в ней всегда должны были писаться с использованием самых свежих версий системных библиотек. А различные версии самих библиотек должны были быть взаимозаменяемыми. Реальность быстро доказала всем, что для популярной операционки это несбыточная мечта, так и возник ад. Каждое второе приложение во время инсталляции перезаписывало системные библиотеки нужными ему версиями. В результате после установки приложения X установленное ранее приложение Y начинало глючить. А после переустановки приложения Y глючить начинало приложение X. В общем юзерам жилось весело.

Для решения этой проблемы в Windows XP появилась технология Side-by-side Assembly (SxS). Суть ее заключалась в том, что приложение могло явно указать, с какой версией библиотеки оно желает работать. Эта информация могла указываться либо в специальном файле .manifest, либо в ресурсах приложения в разделе Manifest. В самой ХР на основе новой технологии реализовали одну из самых заметных новых фишек системы — темы оформления.

Типичный манифест:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="yes"?>
<assembly xmlns="urn:schemas-microsoft-com:asm.v1" manifestVersion="1.0">
<assemblyIdentity
    version="1.0.0.0"
    processorArchitecture="*"
    name="CompanyName.ProductName.YourApplication"
    type="win32"
/>
<description>Your application description here.</description>
<dependency>
    <dependentAssembly>
        <assemblyIdentity
            type="win32"
            name="Microsoft.Windows.Common-Controls"
            version="6.0.0.0"
            processorArchitecture="*"
            publicKeyToken="6595b64144ccf1df"
            language="*"
        />
    </dependentAssembly>
</dependency>
</assembly>


Всем был хорош SxS кроме одного — он был ужасно неудобен для программиста. В 99% случаев манифест применялся только для включения тех самых тем оформления, и ни для чего больше. Разработчикам винды стало ясно, что нужен новый, более простой в использовании способ указать поддерживаемые версии системных библиотек. Тогда они придумали простое правило: в пределах одной версии системы интерфейс и поведение этих библиотек не изменяется. Нужно было только каким то образом научится определять какая их версия требуется конкретному приложению. Так в Windows 7 в манифесте появилась секция Compatibility, где можно указать с какими версиями ОС тестировалось приложение.
Также в манифесте начиная с Windows Vista появилось еще несколько секций, обо всех о них ниже.

Функции манифеста

  1. Активация тем оформления (Visual Styles)
    Эта технология появилась в ХР и полностью основана на SxS. Работает просто: вы запрашиваете у системы ComCtl32.dll шестой версии, и — вуаля — все стандартные контролы рисуются согласно с активированной в системе темой. Если же вы не упомянете в манифесте ComCtl32.dll, или манифест вообще будет отсутствовать в приложении, то система по умолчанию загрузит ComCtl32.dll пятой версии, которая отрисовывает контролы в стиле Win95. Кроме поддержки тем оформления, шестая версия ComCtl32.dll содержит кое-какой функционал, которого нету в пятой версии. Поэтому если отключить темы оформления, некоторые приложения будут работать и выглядеть не так, как задумывали их авторы.

    Справа тоже самое приложение без манифеста:



  2. Взаимодействие с UAC имеет несколько аспектов:
    • Ключ requestedExecutionLevel.level позволяет указать требуемый приложению уровень прав пользователя. К примеру если указать requireAdministrator, то приложению будут предоставлены права администратора (если пользователь разрешит).

      Запрос разрешения пользователя:



    • Если вся секция по взаимодействию с UAC отсутствует в манифесте, к приложению будет применена виртуализация файловой системы и реестра. Если такое приложение попытается записать что то в защищенные папки типа «Program files», оно будет перенаправлено в папку “%userprofile%\AppData\Local\VirtualStore\Program files". Аналогично, попытки записи в раздел реестра HKEY_LOCAL_MACHINE будут перенаправлены в «HKEY_CURRENT_USER\Software\Classes\VirtualStore\MACHINE». Естественно, сделанные таким образом изменения будут видны только приложениям, запущенным в режиме виртуализации.

      Виртуализация файловой системы в деле:



    • Ключ requestedExecutionLevel.uiAccess позволяет приложениям, запущенным без прав администратора, взаимодействовать с окнами приложений, запущенных с правами администратора. Это может потребоваться экранным клавиатурам, приложениям типа AutoIt, экранным читалкам, тестовым и отладочным тулзам. Чтобы этот ключ сработал, приложение должно быть подписано сертификатом Microsoft Authenticode.

  3. Управление DPI-масштабированием
    С древнейших времен винда имеет механизм масштабирования интерфейса в зависимости от DPI монитора (тут говорится, что все началось в XP, но мне кажется, что раньше). В те времена эта настройка выставлялась только вручную, наверное из-за отсутствия EDID. Популярностью она не пользовалась, возможно потому, что запрятана была далеко, а возможно потому, что мониторов с большим разрешением было очень-очень мало. Кроме того, большая часть работы, необходимой для поддержки масштабирования, была отдана на откуп самим приложениям и их авторам. А программисты, как известно, люди весьма ленивые, поэтому куча софта для винды писалась в предположении, что DPI всегда равен стандартному значению 96. Очень часто встречалась ситуация, когда в приложении использовались библиотеки поддерживающие нестандартный DPI, в то время как код самого приложения его не поддерживал. Это приводило к появлению ужасных артефактов в интерфейсе приложения, стоило пользователю выставить DPI, к примеру, в значение 120 (масштабирование 125%):



    Разработчики Висты не стерпели подобного безобразия, и заложили в DWM возможность производить масштабирование самостоятельно, а приложениям врать, что DPI по прежнему равен 96. Причем зависящие от него системные настройки, разрешение монитора и даже положение мыши, также пересчитываются. К сожалению разработчики Висты небыли волшебниками, поэтому масштабирование DWM производит с помощью простых алгоритмов растягивания изображений. И если интерфейс приложения нужно увеличить, то происходит замыливание картинки. Представьте что было бы, если бы разработчики Фотошопа не могли это отключить. Таких бунтов на корабле никто не хотел, поэтому появилась возможность указать в манифесте, что ваше приложение таки умеет нормально масштабировать свой интерфейс, и помощь DWM ему не нужна. За это отвечает параметр dpiAware. Тут правда следует отметить, что по умолчанию масштабирование силами DWM включается при увеличении 150% и выше. Видимо в Microsoft посчитали, что при масштабировании 125% артефакты как на скриншоте выше вполне терпимы.

    Слева масштабирование силами DWM, а справа — самого приложения:



    В Windows 8.1 появилась возможность указывать разный масштаб разным мониторам, если подключено сразу несколько. Соответственно у ключа dpiAware появилось новое значение «True/PM». Оно означает, что приложение умеет динамически изменять масштаб своего интерфейса при переносе окон с одного монитора на другой.

  4. Декларирование совместимости
    Работает очень просто: программист тестирует свое приложение в определенной версии винды, и если все работает как надо, добавляет GUID этой версии в манифест.

    Пример:

    <compatibility xmlns="urn:schemas-microsoft-com:compatibility.v1"> 
          <application> 
            <!--This Id value indicates the application supports Windows Vista functionality -->
              <supportedOS Id="{e2011457-1546-43c5-a5fe-008deee3d3f0}"/> 
            <!--This Id value indicates the application supports Windows 7 functionality-->
              <supportedOS Id="{35138b9a-5d96-4fbd-8e2d-a2440225f93a}"/>
            <!--This Id value indicates the application supports Windows 8 functionality-->
              <supportedOS Id="{4a2f28e3-53b9-4441-ba9c-d69d4a4a6e38}"/>
            <!--This Id value indicates the application supports Windows 8.1 functionality-->
              <supportedOS Id="{1f676c76-80e1-4239-95bb-83d0f6d0da78}"/>
          </application> 
      </compatibility>
    


    Наиболее интересен вопрос: «На что влияют эти GUID-ы?» Пока что список различий в поведении системных библиотек невелик. Наиболее интересно упоминание об оптимизации RPC. Получается что приложения, задекларировавшие совместимость с семеркой, будут работать быстрее.
    В будущем этот раздел манифеста наверняка будет играть большую роль чем сейчас. Ведь в винде полно разных хаков призванных обеспечивать совместимость. И теперь есть возможность оградить от них нормальные приложения.

    Если GUID-ы полностью отсутствуют в манифесте, то к приложению применяются правила как к совместимому с Вистой:



  5. Управление прочими функциями
    Выше я описал только те функции, с которыми приходилось иметь дело лично. Но это далеко не все, чем можно управлять из манифеста: msdn.microsoft.com/en-us/library/aa374191.aspx К сожалению, документация по большей части остальных функций недоступна. Возможно ее опубликуют позже, как в свое время произошло с Magnification API.


Эпилог

На этом я, пожалуй, завершу рассмотрение возможностей манифестов Win32-приложений. Если у вас есть какие-либо исправления или дополнения, пожалуйста, изложите их в комментариях.
@Torbins
карма
11,0
рейтинг 0,0
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое Разработка

Комментарии (20)

  • +4
    Я бы обязательно добавил в статью возможность регистрации COM серверов в пределах приложения (без каких-либо записей в реестр).
  • +1
    На тему DLL hell вспомнилось... Сорри за оффтоп.
  • –1
    хмм. то есть если ресхаком у инсталятора порезать uac строки, то можно будет на работе без прав себе игруху поставить?
    • 0
      Нет, конечно.
      Если нет прав для записи в каталоги установки и ветки реестра — ничего не выйдет.
      Еще и цифровая подпись слетит (если есть) — еще один флаг, для запрета через политики и / или антивирусы.
      Но небольшой шанс конечно появится. Если нет строгих политик, программа не пишет в системные папки / реестр, не устанавливает драйвера, и позволяет выбрать каталог для установки или пишет в пользовательский каталог.
      Например, так делают Google Chrome и Mail-агент.
      • 0
        Но они появляются в «Программы и компоненты» в виде установленных программ и для их удаления необходимы админские права (справедливо для XP), вот как они это делают и зачем?
        • 0
          Кажется я читал в блоге Реймонда Чена, что «Программы и компоненты» — это одно из тех мест, которое разработчики снабдили парочкой фирменных майкрософтовских хаков, повышающих совместимость. Если знать как они работают, то туда можно попасть и без прав админа.
    • +1
      Если вашей игрушке хватит того, что позволяет делать виртуализация файловой системы и реестра, то возможно она будет нормально работать. Правда есть один нюанс: если винда видит в названии программы слова наподобие setup или install, она считает их инсталляторами и запрашивает права админа. Это касается и тех файлов, которые распаковываются только на время инсталяции.
      В общем проще упаковать игрушку в виртуальный контейнер, и надеятся, что ей хватит установленых в системе драйверов.
  • 0
    Декларирование совместимости


    Вы тут главную вещь забыли. Если вы не объявите о совмести с используемой версией Windows и у вас произойдет не обработанное исключение, то Windows после закрытия программы будет запускать средство устранения проблем с совместимостью программы (как-то так оно называется).
    • 0
      Да, я давал ссылку на страничку MSDN, где это описано. Отдельно в статье я не стал об этом писать потому, что мне эта тема показалась не особо важной.
      • 0
        Для нас оказалось в итоге важно. Программа почему то на новой Windows иногда показывала мастер совместимости, причем на старой никогда окна с крешем не появлялось из за используемой защиты видимо. Долго не могли понять из за чего.
  • 0
    В Windows 8.1 появилась возможность указывать разный масштаб разным мониторам, если подключено сразу несколько.
    К сожалению, работает это нормально только в полноэкранных (Metro) приложениях. В новом режиме в Win 8.1 обычные Desktop (Win32) приложения просто рисуются в DPI, который вы выберете, а потом скалируются DWM-ом в разрешение монитора. Короче говоря, это лучше, чем было, но всё равно не юзабельно. После 5 минут чтения начинают болеть глаза и голова.

    Пользуясь случаем, передаю привет всем продуктам Adobe, а также Google Chrome (включение через реестр не решает проблему), Skype, GoToMeeting и Dropbox, которые не поддерживают Hi-DPI в 2014-м году.
    • 0
      Приложения должны поддерживать эту фишку. Даже те, которые умеют нормально масштабироваться на одном мониторе, придется серьезно переделывать. Так что ничего удивительного, что еще почти нету софта который нормально работает в таких условиях.
      Что касается Хрома, то я сам сильно удивился, когда узнал. У Лисы с этим намного лучше, а если дополнительно юзать плагин NoSquint, так вообще отлично.
      • 0
        А есть у вас примеры таких работающих приложений?
        • +1
          Мне проверить неначем. Но правильные значения в манифестах есть у SndVol.exe и mstsc.exe. Проводник наверное также поддерживает эту фишку, но у него в манифесте нестандартное значение параметра dpiAware равное «Explorer». Еще можно попробовать глянуть в свежем офисе.
          • +1
            Эти приложения (и Task Manager новый) просто не скалируются DWM-ом при переносе с одного дисплея на другой, т.е. пользоваться ими становится совсем невозможно.

            Поэтому я считаю, что Hi-DPI на Windows — это дохлый номер пока.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.