Kill Word. Автоматизация удаления зависших процессов, запущенных из сервиса.

Имеется сервис, конвертирующий документы из doc в html. В качестве конвертера используется Microsoft Word. Сервис управляет им через средства автоматизации. При каждом запросе на конвертацию сервис запускает экземпляр Word, открывает в нем документ, дает команду "сохранить в в виде HTML" и закрывает Word. Все прекрасно работает, но иногда процессы Word подвисают. Одна операция на сотню или даже тысячу запусков приводит к ошибке и подвисшему процессу winword.exe в Process Explorer.

Если включить в настройках сервиса галочку "Разрешить взаимодействие с рабочим столом" и сделать окно Word видимым, то причина зависания проясняется: Word что-то сообщил пользователю и ждет нажатия кнопки. Процесс Word работает на невидимом рабочем столе, так что ответить ему никто никогда не сможет.

Причины появления сообщений об ошибках могут быть самыми разными - при гигантском разнообразии конвертируемых документов без ошибок не обойтись. Остается только периодически удалять ручками такие зависшие процессы. Но конечно же, лучше этот процесс автоматизировать.

Имеются два очевидных варианта автоматизации:

1. Периодически проходить по списку процессов, определять время запуска каждого windord.exe и вычислять длительность его работы. Если процесс работает слишком долго, завершать его.
2. Отслеживать время выполнения операции конвертирования. Если время выполнения операции превышает допустимое, находить и уничтожать соответствующий winword.exe.

Первый метод реализовать достаточно просто - процессы winword.exe будут успешно уничтожаться. Но в таком решении не все гладко:

• Если процессы winword.exe проверять слишком часто, мы напрасно снизим производительность системы. Если слишком редко, количество зависших процессов может стать недопустимо большим. Дело в том, что в редких случаях зависание winword.exe приводит к лавинному эффекту, когда каждый последующий запущенный winword.exe зависает .. и сервис валится
• Нет возможности выполнить какие-либо действия непосредственно в момент подвисания (запись в лог, отправка сообщения на email, что угодно).

Второй метод вроде бы способен решить указанные проблемы. Будем запускать операцию конвертирования в отдельном потоке и ждать завершение потока в течении заданного времени. В случае таймаута, найдем winword.exe, запущенный потоком, и принудительно его завершим.

Но здесь есть две проблемы.

• Не ясно, как определить, какой именно winword.exe был запущен нашим потоком. На самом деле, для конкретного winword.exe мы не только не можем определить родительский поток, но даже родительский процесс. Точнее, процесс то мы найдем, но это будет svchost.exe, а вовсе не наш процесс - все потому, что мы имеем дело с сервисом, а не с обычным приложением.
• Поток может благополучно завершится (мы не получим сообщение о таймауте), а процесс winword.exe останется висеть навсегда.

Первая проблема решается обходным путем. При запуске Word.Application можно помещать в заголовок окна Word некую уникальную строку. Например, GUID или путь к конвертируемому документу. В случае, если winword.exe зависнет, его можно будет найти по этой строке - достаточно будет перебрать все процессы winword.exe, в каждом перебрать все окна и проверить заголовок каждого окна на наличие этой уникальной строки.

А вот вторая проблема, похоже, не решается никак. Так что на практике придется либо ограничится первым методом и смириться с его ограничениями, либо использовать оба метода: те зависания, которые можно отловить немедленно - отлавливать немедленно, плюс изредка проводить "сборку мусора".

Практическая реализация

Для своих целей я реализовал оба метода в модуле ProcessKiller.pas. В нем реализованы две функции для поиска и уничтожения зависших процессов:

• FindAndKillProcessByPid - находит и уничтожает все процессы winword.exe, которые работают слишком долго.
• FindAndKillProcessByWindow - находит и уничтожает все процессы winword.exe, содержащие окно с заданной строкой в заголовке.

Эти функции объявлены следующим образом:

//найти и уничтожить все процессы 
//у которых имя exe файла совпадает с processExeFileName
//и которые созданы более чем timeOutMs миллисекунд назад
function FindAndKillProcessByPid(
  const processExeFileName: String; 
  const timeOutMs: Integer)
: Integer; //возвращает количество уничтоженных процессов

//найти и уничтожить все процессы 
//у которых имя exe файла совпадает с processExeFileName
//и у которых имеется окно, содержащее в заголовке 
//строку strCaption
function FindAndKillProcessByWindow(
  const processExeFileName: String; 
  const strCaption: String): Integer;

На практике функций, принимающих константы, скорее всего будет недостаточно. Нужна возможность варьировать критерии поиска "зависшего процесса", определения нужного exe-файла и нужного окна. Например, имена exe-файлов и уникальные строки могут задаваться списками; или может потребоваться уничтожить процесс, если он занимает слишком много памяти/CPU и т.д. На этот случай в ProcessKiller.pas, имеется другие варианты тех же функций FindAndKillProcessByWindow и FindAndKillProcessByWindow, которые в качестве параметров вместо констант принимают функторы.

Там же объявлена пара классов, с помощью которых можно определить функторы со стандартным поведением. Для удобства, привожу текст модуля ProcessKiller целиком.

unit ProcessKiller;

interface
uses Windows, SysUtils, Classes, tlhelp32, Messages;

type
  tmatch_functor = function (srcName: PWideChar): Boolean of object;
  pmatch_functor = ^tmatch_functor;

  tpid_matcher_functor = function (srcPid: LongInt): Boolean of object;
  ppid_matcher_functor = ^tpid_matcher_functor;

//finds process  matched to fMatchExeName
//enumerates windows in the process and finds one with captionString in its title bar
//if window is found then the function kills the process
function FindAndKillProcessByWindow(
  fMatchExeName: tmatch_functor; //selects process by exe filename
  fMatchWindowCaption: tmatch_functor  //selects window by window caption
): Integer; overload;//returns count killed processes

//finds process matched to fMatchExeName
//checks its start time. If process is outdated then kills it.
function FindAndKillProcessByPid(fMatchExeName: tmatch_functor; //selects process by exe filename
  fMatchPid: tpid_matcher_functor //check PID and decide if process should be killed
): Integer; overload;//returns count killed processes

//**** simplified (and not flexible) versions of same functions
function FindAndKillProcessByPid(
  const processExeFileName: String;
  const timeOutMs: Integer)
: Integer; overload;

function FindAndKillProcessByWindow(
  const processExeFileName: String;
  const strCaption: String)
: Integer; overload;

type
//**** a couple of simple matchers to implement
//simplified versions of FindAndKillProcessByPid and  FindAndKillProcessByWindow
  TMatcher = class
  public
    constructor Create(const sample: String);
    function EqualToI(srcName: PWideChar): Boolean;
    function EndWithI(srcName: PWideChar): Boolean;
  private
    m_Sample: String;
  end;

  TPidOutdatedMatcher = class
  public
    constructor Create(intervalMS: Integer);
    function IsOutdated(srcPid: LongInt): Boolean;
  private
    m_IntervalMS: Integer;
  end;

//**** auxiliary functions:
//find all processes with exe file names that match to search criteria
procedure GetListProcesses(fMatchExeName: tmatch_functor; dest: TStringList);

//find all windows in specified process which captions match to search criteria
function FindWindowInProcess(const processId: Cardinal; fMatchWindowCaption: tmatch_functor): Boolean;

//kill specified process
procedure KillProcess(const processId: Cardinal);

implementation

procedure GetListProcesses(fMatchExeName: tmatch_functor; dest: TStringList);
var handle: THandle;
  ProcStruct: PROCESSENTRY32; // from "tlhelp32" in uses clause
begin
  handle := CreateToolhelp32Snapshot(TH32CS_SNAPALL, 0);
  if handle <> 0 then try
    ProcStruct.dwSize := sizeof(PROCESSENTRY32);
    if Process32First(handle, ProcStruct) then repeat
      if fMatchExeName(PWideChar(@ProcStruct.szExeFile)) then begin
        dest.AddObject('', Pointer(ProcStruct.th32ProcessID));
      end;
    until not Process32Next(handle, ProcStruct);
  finally
    CloseHandle(handle);
  end;
end;

function FindAndKillProcessByPid(fMatchExeName: tmatch_functor; fMatchPid: tpid_matcher_functor): Integer;
var list: TStringList;
    i: Integer;
    pid: Cardinal;
begin
  Result := 0;
  list := TStringList.Create;
  try
    GetListProcesses(fMatchExeName, list);
    for i := 0 to list.Count - 1 do begin
      pid := Cardinal(list.Objects[i]);
      if fMatchPid(pid) then begin
        KillProcess(pid);
        inc(Result);
      end;
    end;
  finally
    list.Free;
  end;
end;

function FindAndKillProcessByWindow(fMatchExeName: tmatch_functor; fMatchWindowCaption: tmatch_functor): Integer;
var list: TStringList;
    i: Integer;
    pid: Cardinal;
begin
  Result := 0;
  list := TStringList.Create;
  try
    GetListProcesses(fMatchExeName, list);
    for i := 0 to list.Count - 1 do begin
      pid := Cardinal(list.Objects[i]);
      if FindWindowInProcess(pid, fMatchWindowCaption) then begin
        KillProcess(pid);
        inc(Result);
      end;
    end;
  finally
    list.Free;
  end;
end;

type
  wrapper = record  //helper class to pass functor to enum_window_proc
    m_F: tmatch_functor;
  end;
  pwrapper = ^wrapper;

function enum_window_proc(hWnd: HWND; lparam: LPARAM): BOOL; stdcall;
var buffer: String;
begin
  SetLength(buffer, MAX_PATH);
  Result := true;
  if SendMessage(hWnd, WM_GETTEXT, MAX_PATH, Integer(@buffer[1])) <> 0 then begin
    if pwrapper(lparam)^.m_F(@buffer[1]) then Result := false;
  end;
end;

function FindWindowInProcess(const processId: Cardinal; fMatchWindowCaption: tmatch_functor): Boolean;
var snap_proc_handle: THandle;
  next_proc: Boolean;
  thread_entry: TThreadEntry32;
  w: wrapper;
begin
  w.m_F := fMatchWindowCaption;
  Result := false;
  snap_proc_handle := CreateToolhelp32Snapshot(TH32CS_SNAPTHREAD, 0); //enumerate all threads
  if (snap_proc_handle <> INVALID_HANDLE_VALUE) then try
    thread_entry.dwSize := SizeOf(thread_entry);
    next_proc := Thread32First(snap_proc_handle, thread_entry);
    while next_proc do begin
      if thread_entry.th32OwnerProcessID = processId then begin //check the owner Pid against the PID requested
        if not EnumThreadWindows(thread_entry.th32ThreadID, @enum_window_proc, LPARAM(@w)) then begin
          Result := true;
          break;
        end;
      end;
      next_proc := Thread32Next(snap_proc_handle, thread_entry);
    end;
  finally
    CloseHandle(snap_proc_handle);
  end;
end;

procedure KillProcess(const processId: Cardinal);
var nerror: Integer;
    process: THandle;
    fdwExit: DWORD;
begin //see http://stackoverflow.com/questions/4690472/error-invalid-handle-on-terminateprocess-vs-c
  process := OpenProcess(PROCESS_TERMINATE, TRUE, processId);
  fdwExit := 0;
  GetExitCodeProcess(process, fdwExit);
  if not TerminateProcess(process, fdwExit) then begin
    nerror := GetLastError;
  end;
  CloseHandle(process);
end;

{ TMatcher }
constructor TMatcher.Create(const sample: String);
begin
  m_Sample := sample;
end;

function TMatcher.EndWithI(srcName: PWideChar): Boolean;
var
  len: Integer;
  len_sample: Integer;
  pw: PWideChar;
begin
  Result := false;
  len_sample := Length(m_Sample);
  len := lstrlen(srcName);
  if (len >= len_sample) then begin
      pw := PWideChar(@srcName[len - len_sample]);
      if lstrcmpi(pw, PWideChar(m_Sample)) = 0 then begin
        Result := true;
      end;
    end;
end;

function TMatcher.EqualToI(srcName: PWideChar): Boolean;
begin
  Result := lstrcmpi(srcName, PWideChar(m_Sample)) = 0;
end;

{ TPidOutdatedMatcher }
constructor TPidOutdatedMatcher.Create(intervalMS: Integer);
begin
  m_IntervalMS := intervalMS;
end;

function TPidOutdatedMatcher.IsOutdated(srcPid: Integer): Boolean;
var tc, te, tk, tu, current: FILETIME;
    u0, u1: ULARGE_INTEGER;
    process: THandle;
    st: SYSTEMTIME;
begin
  Result := false;
  process := OpenProcess(PROCESS_ALL_ACCESS, TRUE, srcPid);
  try
    if GetProcessTimes(process, tc, te, tk, tu) then begin
      FileTimeToSystemTime(tc, st);
      GetSystemTimeAsFileTime(current);

      FileTimeToSystemTime(current, st);
      u1.LowPart := current.dwLowDateTime;
      u1.HighPart := current.dwHighDateTime;

      u0.LowPart := tc.dwLowDateTime;
      u0.HighPart := tc.dwHighDateTime;

      if (u1.QuadPart - u0.QuadPart) / 10000 > m_IntervalMS then Result := true;
    end;
  finally
    CloseHandle(process);
  end;
end;

function FindAndKillProcessByPid(const processExeFileName: String; const timeOutMs: Integer): Integer;
var
  me: TMatcher;
  md: ProcessKiller.TPidOutdatedMatcher;
begin
  md := nil;
  me := TMatcher.Create(processExeFileName);
  try
    md := TPidOutdatedMatcher.Create(timeOutMs);
    ProcessKiller.FindAndKillProcessByPid(me.EqualToI, md.IsOutdated);
  finally
    md.Free;
    me.Free;
  end;
end;

function FindAndKillProcessByWindow(const processExeFileName: String; const strCaption: String): Integer;
var
  me: TMatcher;
  ms: TMatcher;
begin
  ms := nil;
  me := TMatcher.Create(processExeFileName);
  try
    ms := TMatcher.Create(strCaption);
    ProcessKiller.FindAndKillProcessByWindow(me.EqualToI, ms.EndWithI);
  finally
    me.Free;
    ms.Free;
  end;
end;

end.

Демонстрационное приложение WordKiller

Проверить работоспособность модуля ProcessKiller.pas можно с помощью тестового приложения WordKiller.

Это сервис, способный выполнять две задачи.

• С заданной периодичностью проверять список процессов и уничтожать процессы, которые работают слишком долго (первый метод). Имя exe-файла процесса, интервал запуска и максимально допустимый период работы процессов задаются в конфигурационном файле WordKiller.ini
• С заданной периодичностью запускать Word, открывать в нем тестовый документ, а затем находить и уничтожать открытый процесс winword.exe с помощью FindAndKillProcessByWindow (второй метод).

Первую функцию можно использовать в готовом виде - как сервис, способный периодически проверять и уничтожать зависшие потоки. Вторая функция добавлена исключительно в целях тестирования. Включается и отключается она в WordKiller.ini.

Чтобы установить сервис нужно выполнить команду WordKiller.exe /install, чтобы деинсталлировать - WordKiller.exe /uninstall.

Если вы найдете ошибку в приложении - буду признателен, если сообщите о ней в комментариях.

Исходные коды

Скачать исходные коды проекта WordKiller.

Просмотреть online исходные коды WordKiller.