Was ist der richtige Weg, um eine einzelne Instanz WPF-Anwendung zu erstellen?

Question

Verwendung von C# und WPF unter .NET (anstelle von Windows-Formulare oder Konsole), was ist der richtige Weg, um eine Anwendung zu erstellen, die nur als eine einzige Instanz ausgeführt werden kann?

Ich weiß, dass es etwas mit einem mythischen Ding namens Mutex zu tun hat, aber selten finde ich jemanden, der sich die Mühe macht, anzuhalten und zu erklären, was so etwas ist.

Der Code muss auch die bereits laufende Instanz darüber informieren, dass der Benutzer versucht hat, eine zweite Instanz zu starten, und vielleicht auch alle Befehlszeilenargumente übergeben, falls welche vorhanden sind.

Answer 1

Nun, ich habe dafür eine Einwegklasse, die für die meisten Anwendungsfälle problemlos funktioniert:

Verwenden Sie es so:

static void Main()
{
    using (SingleInstanceMutex sim = new SingleInstanceMutex())
    {
        if (sim.IsOtherInstanceRunning)
        {
            Application.Exit();
        }

        // Initialize program here.
    }
}

Hier ist sie:

/// <summary>
/// Represents a <see cref="SingleInstanceMutex"/> class.
/// </summary>
public partial class SingleInstanceMutex : IDisposable
{
    #region Fields

    /// <summary>
    /// Indicator whether another instance of this application is running or not.
    /// </summary>
    private bool isNoOtherInstanceRunning;

    /// <summary>
    /// The <see cref="Mutex"/> used to ask for other instances of this application.
    /// </summary>
    private Mutex singleInstanceMutex = null;

    /// <summary>
    /// An indicator whether this object is beeing actively disposed or not.
    /// </summary>
    private bool disposed;

    #endregion

    #region Constructor

    /// <summary>
    /// Initializes a new instance of the <see cref="SingleInstanceMutex"/> class.
    /// </summary>
    public SingleInstanceMutex()
    {
        this.singleInstanceMutex = new Mutex(true, Assembly.GetCallingAssembly().FullName, out this.isNoOtherInstanceRunning);
    }

    #endregion

    #region Properties

    /// <summary>
    /// Gets an indicator whether another instance of the application is running or not.
    /// </summary>
    public bool IsOtherInstanceRunning
    {
        get
        {
            return !this.isNoOtherInstanceRunning;
        }
    }

    #endregion

    #region Methods

    /// <summary>
    /// Closes the <see cref="SingleInstanceMutex"/>.
    /// </summary>
    public void Close()
    {
        this.ThrowIfDisposed();
        this.singleInstanceMutex.Close();
    }

    public void Dispose()
    {
        this.Dispose(true);
        GC.SuppressFinalize(this);
    }

    private void Dispose(bool disposing)
    {
        if (!this.disposed)
        {
            /* Release unmanaged ressources */

            if (disposing)
            {
                /* Release managed ressources */
                this.Close();
            }

            this.disposed = true;
        }
    }

    /// <summary>
    /// Throws an exception if something is tried to be done with an already disposed object.
    /// </summary>
    /// <remarks>
    /// All public methods of the class must first call this.
    /// </remarks>
    public void ThrowIfDisposed()
    {
        if (this.disposed)
        {
            throw new ObjectDisposedException(this.GetType().Name);
        }
    }

    #endregion
}

Answer 2

Eine neue Version, die Mutex und IPC-Zeug verwendet und auch alle Kommandozeilenargumente an die laufende Instanz weitergibt, ist WPF Einzelinstanzanwendung .

Answer 3

Der Code C# .NET Einzelinstanz-Anwendung die die Referenz für die markierte Antwort ist, ist ein guter Anfang.

Ich habe jedoch festgestellt, dass es nicht sehr gut mit den Fällen umgeht, in denen die bereits vorhandene Instanz ein modales Dialogfeld geöffnet hat, unabhängig davon, ob es sich um ein verwaltetes Dialogfeld (wie ein anderes Formular, z. B. ein About-Feld) oder ein nicht verwaltetes Dialogfeld (wie das OpenFileDialog, selbst wenn die Standard-.NET-Klasse verwendet wird) handelt. Mit dem ursprünglichen Code wird das Hauptformular aktiviert, aber das modale Formular bleibt inaktiv, was seltsam aussieht, und der Benutzer muss darauf klicken, um die Anwendung weiter zu verwenden.

Daher habe ich eine SingleInstance-Dienstprogrammklasse erstellt, die all dies ganz automatisch für Winforms und WPF-Anwendungen handhabt.

Winforms :

1) Ändern Sie die Klasse Program wie folgt:

static class Program
{
    public static readonly SingleInstance Singleton = new SingleInstance(typeof(Program).FullName);

    [STAThread]
    static void Main(string[] args)
    {
        // NOTE: if this always return false, close & restart Visual Studio
        // this is probably due to the vshost.exe thing
        Singleton.RunFirstInstance(() =>
        {
            SingleInstanceMain(args);
        });
    }

    public static void SingleInstanceMain(string[] args)
    {
        // standard code that was in Main now goes here
        Application.EnableVisualStyles();
        Application.SetCompatibleTextRenderingDefault(false);
        Application.Run(new Form1());
    }
}

2) Ändern Sie die Klasse des Hauptfensters wie folgt:

public partial class Form1 : Form
{
    public Form1()
    {
        InitializeComponent();
    }

    protected override void WndProc(ref Message m)
    {
        // if needed, the singleton will restore this window
        Program.Singleton.OnWndProc(this, m, true);

        // TODO: handle specific messages here if needed
        base.WndProc(ref m);
    }
}

WPF:

1) Ändern Sie die App-Seite wie folgt (und stellen Sie sicher, dass Sie ihre Build-Aktion auf Seite setzen, um die Main-Methode neu definieren zu können):

public partial class App : Application
{
    public static readonly SingleInstance Singleton = new SingleInstance(typeof(App).FullName);

    [STAThread]
    public static void Main(string[] args)
    {
        // NOTE: if this always return false, close & restart Visual Studio
        // this is probably due to the vshost.exe thing
        Singleton.RunFirstInstance(() =>
        {
            SingleInstanceMain(args);
        });
    }

    public static void SingleInstanceMain(string[] args)
    {
        // standard code that was in Main now goes here
        App app = new App();
        app.InitializeComponent();
        app.Run();
    }
}

2) Ändern Sie die Klasse des Hauptfensters wie folgt:

public partial class MainWindow : Window
{
    private HwndSource _source;

    public MainWindow()
    {
        InitializeComponent();
    }

    protected override void OnSourceInitialized(EventArgs e)
    {
        base.OnSourceInitialized(e);
        _source = (HwndSource)PresentationSource.FromVisual(this);
        _source.AddHook(HwndSourceHook);
    }

    protected virtual IntPtr HwndSourceHook(IntPtr hwnd, int msg, IntPtr wParam, IntPtr lParam, ref bool handled)
    {
        // if needed, the singleton will restore this window
        App.Singleton.OnWndProc(hwnd, msg, wParam, lParam, true, true);

        // TODO: handle other specific message
        return IntPtr.Zero;
    }

Und hier ist die Gebrauchsklasse:

using System;
using System.ComponentModel;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Threading;

namespace SingleInstanceUtilities
{
    public sealed class SingleInstance
    {
        private const int HWND_BROADCAST = 0xFFFF;

        [DllImport("user32.dll")]
        private static extern bool PostMessage(IntPtr hwnd, int msg, IntPtr wparam, IntPtr lparam);

        [DllImport("user32.dll", CharSet = CharSet.Unicode)]
        private static extern int RegisterWindowMessage(string message);

        [DllImport("user32.dll")]
        private static extern bool SetForegroundWindow(IntPtr hWnd);

        public SingleInstance(string uniqueName)
        {
            if (uniqueName == null)
                throw new ArgumentNullException("uniqueName");

            Mutex = new Mutex(true, uniqueName);
            Message = RegisterWindowMessage("WM_" + uniqueName);
        }

        public Mutex Mutex { get; private set; }
        public int Message { get; private set; }

        public void RunFirstInstance(Action action)
        {
            RunFirstInstance(action, IntPtr.Zero, IntPtr.Zero);
        }

        // NOTE: if this always return false, close & restart Visual Studio
        // this is probably due to the vshost.exe thing
        public void RunFirstInstance(Action action, IntPtr wParam, IntPtr lParam)
        {
            if (action == null)
                throw new ArgumentNullException("action");

            if (WaitForMutext(wParam, lParam))
            {
                try
                {
                    action();
                }
                finally
                {
                    ReleaseMutex();
                }
            }
        }

        public static void ActivateWindow(IntPtr hwnd)
        {
            if (hwnd == IntPtr.Zero)
                return;

            FormUtilities.ActivateWindow(FormUtilities.GetModalWindow(hwnd));
        }

        public void OnWndProc(IntPtr hwnd, int m, IntPtr wParam, IntPtr lParam, bool restorePlacement, bool activate)
        {
            if (m == Message)
            {
                if (restorePlacement)
                {
                    WindowPlacement placement = WindowPlacement.GetPlacement(hwnd, false);
                    if (placement.IsValid && placement.IsMinimized)
                    {
                        const int SW_SHOWNORMAL = 1;
                        placement.ShowCmd = SW_SHOWNORMAL;
                        placement.SetPlacement(hwnd);
                    }
                }

                if (activate)
                {
                    SetForegroundWindow(hwnd);
                    FormUtilities.ActivateWindow(FormUtilities.GetModalWindow(hwnd));
                }
            }
        }

#if WINFORMS // define this for Winforms apps
        public void OnWndProc(System.Windows.Forms.Form form, int m, IntPtr wParam, IntPtr lParam, bool activate)
        {
            if (form == null)
                throw new ArgumentNullException("form");

            if (m == Message)
            {
                if (activate)
                {
                    if (form.WindowState == System.Windows.Forms.FormWindowState.Minimized)
                    {
                        form.WindowState = System.Windows.Forms.FormWindowState.Normal;
                    }

                    form.Activate();
                    FormUtilities.ActivateWindow(FormUtilities.GetModalWindow(form.Handle));
                }
            }
        }

        public void OnWndProc(System.Windows.Forms.Form form, System.Windows.Forms.Message m, bool activate)
        {
            if (form == null)
                throw new ArgumentNullException("form");

            OnWndProc(form, m.Msg, m.WParam, m.LParam, activate);
        }
#endif

        public void ReleaseMutex()
        {
            Mutex.ReleaseMutex();
        }

        public bool WaitForMutext(bool force, IntPtr wParam, IntPtr lParam)
        {
            bool b = PrivateWaitForMutext(force);
            if (!b)
            {
                PostMessage((IntPtr)HWND_BROADCAST, Message, wParam, lParam);
            }
            return b;
        }

        public bool WaitForMutext(IntPtr wParam, IntPtr lParam)
        {
            return WaitForMutext(false, wParam, lParam);
        }

        private bool PrivateWaitForMutext(bool force)
        {
            if (force)
                return true;

            try
            {
                return Mutex.WaitOne(TimeSpan.Zero, true);
            }
            catch (AbandonedMutexException)
            {
                return true;
            }
        }
    }

    // NOTE: don't add any field or public get/set property, as this must exactly map to Windows' WINDOWPLACEMENT structure
    [StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
    public struct WindowPlacement
    {
        public int Length { get; set; }
        public int Flags { get; set; }
        public int ShowCmd { get; set; }
        public int MinPositionX { get; set; }
        public int MinPositionY { get; set; }
        public int MaxPositionX { get; set; }
        public int MaxPositionY { get; set; }
        public int NormalPositionLeft { get; set; }
        public int NormalPositionTop { get; set; }
        public int NormalPositionRight { get; set; }
        public int NormalPositionBottom { get; set; }

        [DllImport("user32.dll", SetLastError = true)]
        private static extern bool SetWindowPlacement(IntPtr hWnd, ref WindowPlacement lpwndpl);

        [DllImport("user32.dll", SetLastError = true)]
        private static extern bool GetWindowPlacement(IntPtr hWnd, ref WindowPlacement lpwndpl);

        private const int SW_SHOWMINIMIZED = 2;

        public bool IsMinimized
        {
            get
            {
                return ShowCmd == SW_SHOWMINIMIZED;
            }
        }

        public bool IsValid
        {
            get
            {
                return Length == Marshal.SizeOf(typeof(WindowPlacement));
            }
        }

        public void SetPlacement(IntPtr windowHandle)
        {
            SetWindowPlacement(windowHandle, ref this);
        }

        public static WindowPlacement GetPlacement(IntPtr windowHandle, bool throwOnError)
        {
            WindowPlacement placement = new WindowPlacement();
            if (windowHandle == IntPtr.Zero)
                return placement;

            placement.Length = Marshal.SizeOf(typeof(WindowPlacement));
            if (!GetWindowPlacement(windowHandle, ref placement))
            {
                if (throwOnError)
                    throw new Win32Exception(Marshal.GetLastWin32Error());

                return new WindowPlacement();
            }
            return placement;
        }
    }

    public static class FormUtilities
    {
        [DllImport("user32.dll")]
        private static extern IntPtr GetWindow(IntPtr hWnd, int uCmd);

        [DllImport("user32.dll", SetLastError = true)]
        private static extern IntPtr SetActiveWindow(IntPtr hWnd);

        [DllImport("user32.dll")]
        private static extern bool IsWindowVisible(IntPtr hWnd);

        [DllImport("kernel32.dll")]
        public static extern int GetCurrentThreadId();

        private delegate bool EnumChildrenCallback(IntPtr hwnd, IntPtr lParam);

        [DllImport("user32.dll")]
        private static extern bool EnumThreadWindows(int dwThreadId, EnumChildrenCallback lpEnumFunc, IntPtr lParam);

        private class ModalWindowUtil
        {
            private const int GW_OWNER = 4;
            private int _maxOwnershipLevel;
            private IntPtr _maxOwnershipHandle;

            private bool EnumChildren(IntPtr hwnd, IntPtr lParam)
            {
                int level = 1;
                if (IsWindowVisible(hwnd) && IsOwned(lParam, hwnd, ref level))
                {
                    if (level > _maxOwnershipLevel)
                    {
                        _maxOwnershipHandle = hwnd;
                        _maxOwnershipLevel = level;
                    }
                }
                return true;
            }

            private static bool IsOwned(IntPtr owner, IntPtr hwnd, ref int level)
            {
                IntPtr o = GetWindow(hwnd, GW_OWNER);
                if (o == IntPtr.Zero)
                    return false;

                if (o == owner)
                    return true;

                level++;
                return IsOwned(owner, o, ref level);
            }

            public static void ActivateWindow(IntPtr hwnd)
            {
                if (hwnd != IntPtr.Zero)
                {
                    SetActiveWindow(hwnd);
                }
            }

            public static IntPtr GetModalWindow(IntPtr owner)
            {
                ModalWindowUtil util = new ModalWindowUtil();
                EnumThreadWindows(GetCurrentThreadId(), util.EnumChildren, owner);
                return util._maxOwnershipHandle; // may be IntPtr.Zero
            }
        }

        public static void ActivateWindow(IntPtr hwnd)
        {
            ModalWindowUtil.ActivateWindow(hwnd);
        }

        public static IntPtr GetModalWindow(IntPtr owner)
        {
            return ModalWindowUtil.GetModalWindow(owner);
        }
    }
}

Answer 4

Nur ein paar Gedanken: Es gibt Fälle, in denen die Forderung nach nur einer Instanz einer Anwendung nicht "lahm" ist, wie manche glauben machen wollen. Datenbankanwendungen usw. sind um eine Größenordnung schwieriger, wenn man mehrere Instanzen der Anwendung für einen einzelnen Benutzer zulässt, um auf eine Datenbank zuzugreifen (Sie wissen schon, die Aktualisierung aller Datensätze, die in mehreren Instanzen der Anwendung auf dem Computer des Benutzers geöffnet sind, usw.). Was die "Namenskollision" angeht, so sollten Sie keinen von Menschen lesbaren Namen verwenden, sondern eine GUID oder noch besser eine GUID + den von Menschen lesbaren Namen. Die Wahrscheinlichkeit von Namenskollisionen ist einfach nicht mehr gegeben und dem Mutex ist das egal. Wie jemand schon sagte, wäre ein DOS-Angriff schlecht, aber wenn die böswillige Person sich die Mühe gemacht hat, den Mutex-Namen zu beschaffen und ihn in ihre Anwendung einzubauen, ist man sowieso ein ziemlich großes Ziel und muss viel mehr tun, um sich zu schützen, als nur einen Mutex-Namen zu fälschen. Auch, wenn man die Variante von: new Mutex(true, "some GUID plus Name", out AIsFirstInstance), hat man bereits einen Indikator dafür, ob die Mutex die erste Instanz ist oder nicht.

Answer 5

Hier ist ein Beispiel, das Ihnen erlaubt, eine einzige Instanz einer Anwendung zu haben. Wenn eine neue Instanz geladen wird, übergibt sie ihre Argumente an die laufende Hauptinstanz.

public partial class App : Application
{
    private static Mutex SingleMutex;
    public static uint MessageId;

    private void Application_Startup(object sender, StartupEventArgs e)
    {
        IntPtr Result;
        IntPtr SendOk;
        Win32.COPYDATASTRUCT CopyData;
        string[] Args;
        IntPtr CopyDataMem;
        bool AllowMultipleInstances = false;

        Args = Environment.GetCommandLineArgs();

        // TODO: Replace {00000000-0000-0000-0000-000000000000} with your application's GUID
        MessageId   = Win32.RegisterWindowMessage("{00000000-0000-0000-0000-000000000000}");
        SingleMutex = new Mutex(false, "AppName");

        if ((AllowMultipleInstances) || (!AllowMultipleInstances && SingleMutex.WaitOne(1, true)))
        {
            new Main();
        }
        else if (Args.Length > 1)
        {
            foreach (Process Proc in Process.GetProcesses())
            {
                SendOk = Win32.SendMessageTimeout(Proc.MainWindowHandle, MessageId, IntPtr.Zero, IntPtr.Zero,
                    Win32.SendMessageTimeoutFlags.SMTO_BLOCK | Win32.SendMessageTimeoutFlags.SMTO_ABORTIFHUNG,
                    2000, out Result);

                if (SendOk == IntPtr.Zero)
                    continue;
                if ((uint)Result != MessageId)
                    continue;

                CopyDataMem = Marshal.AllocHGlobal(Marshal.SizeOf(typeof(Win32.COPYDATASTRUCT)));

                CopyData.dwData = IntPtr.Zero;
                CopyData.cbData = Args[1].Length*2;
                CopyData.lpData = Marshal.StringToHGlobalUni(Args[1]);

                Marshal.StructureToPtr(CopyData, CopyDataMem, false);

                Win32.SendMessageTimeout(Proc.MainWindowHandle, Win32.WM_COPYDATA, IntPtr.Zero, CopyDataMem,
                    Win32.SendMessageTimeoutFlags.SMTO_BLOCK | Win32.SendMessageTimeoutFlags.SMTO_ABORTIFHUNG,
                    5000, out Result);

                Marshal.FreeHGlobal(CopyData.lpData);
                Marshal.FreeHGlobal(CopyDataMem);
            }

            Shutdown(0);
        }
    }
}

public partial class Main : Window
{
    private void Window_Loaded(object sender, RoutedEventArgs e)
    {
        HwndSource Source;

        Source = HwndSource.FromHwnd(new WindowInteropHelper(this).Handle);
        Source.AddHook(new HwndSourceHook(Window_Proc));
    }

    private IntPtr Window_Proc(IntPtr hWnd, int Msg, IntPtr wParam, IntPtr lParam, ref bool Handled)
    {
        Win32.COPYDATASTRUCT CopyData;
        string Path;

        if (Msg == Win32.WM_COPYDATA)
        {
            CopyData = (Win32.COPYDATASTRUCT)Marshal.PtrToStructure(lParam, typeof(Win32.COPYDATASTRUCT));
            Path = Marshal.PtrToStringUni(CopyData.lpData, CopyData.cbData / 2);

            if (WindowState == WindowState.Minimized)
            {
                // Restore window from tray
            }

            // Do whatever we want with information

            Activate();
            Focus();
        }

        if (Msg == App.MessageId)
        {
            Handled = true;
            return new IntPtr(App.MessageId);
        }

        return IntPtr.Zero;
    }
}

public class Win32
{
    public const uint WM_COPYDATA = 0x004A;

    public struct COPYDATASTRUCT
    {
        public IntPtr dwData;
        public int    cbData;
        public IntPtr lpData;
    }

    [Flags]
    public enum SendMessageTimeoutFlags : uint
    {
        SMTO_NORMAL             = 0x0000,
        SMTO_BLOCK              = 0x0001,
        SMTO_ABORTIFHUNG        = 0x0002,
        SMTO_NOTIMEOUTIFNOTHUNG = 0x0008
    }

    [DllImport("user32.dll", SetLastError=true, CharSet=CharSet.Auto)]
    public static extern uint RegisterWindowMessage(string lpString);
    [DllImport("user32.dll")]
    public static extern IntPtr SendMessageTimeout(
        IntPtr hWnd, uint Msg, IntPtr wParam, IntPtr lParam,
        SendMessageTimeoutFlags fuFlags, uint uTimeout, out IntPtr lpdwResult);
}