Loading article…
 | |
| 開発者 | マイクロソフト |
|---|---|
| 初回リリース | 1985年11月20日 |
| オペレーティング·システム | マイクロソフトウィンドウズ、OS/2 |
| 前任者 | DOS API |
| タイプ | 翻訳 |
| ライセンス | 独自 |
| Webサイト | https://learn.microsoft.com/en-us/windows/apps/ |
Windows API (非公式にはWinAPI ) は、コンピュータ プログラムが、そのプログラムが実行されているMicrosoft Windowsオペレーティング システムの機能にアクセスできるようにする基本的なアプリケーション プログラミング インターフェイス (API)です。プログラムは、ダイナミック リンク ライブラリ(DLL) テクノロジ を介して API 機能にアクセスします。
Windows API の各メジャー バージョンには、そのバージョンの互換性の側面を識別する固有の名前があります。たとえば、Win32 は、32 ビット システムで実行される Windows API のメジャー バージョンです。Windows API という名前は、Windows のこの機能のすべてのバージョンを総称して指します。
Microsoft は、Windows API に基づいてソフトウェアを構築するためのドキュメントとツールを含む ソフトウェア開発キット( Microsoft Windows SDK)を通じて開発者サポートを提供します。
サービス
このセクションでは、Windows APIが提供する注目すべきサービスの一覧を示します。[1]
基本サービス
基本サービスには、ファイルシステム、デバイス、プロセス、スレッド、エラー処理などの機能が含まれます。これらの機能は、カーネル.exe、krnl286.exeまたはkrnl386.exe16ビットWindows上のファイル、およびkernel32.dllおよび KernelBase.dll32ビットおよび64ビットWindowsの場合、これらのファイルはフォルダにあります\Windows\System32すべてのバージョンのWindowsで利用可能。[2]
高度なサービス
高度なサービスには、 Windowsレジストリ、システムのシャットダウン/再起動（または中止）、Windowsサービスの開始/停止/作成、ユーザーアカウントの管理など、カーネルを超えた機能が含まれます。これらの機能は、advapi32.dllそしてアドバパイレス32.dll32 ビット Windows の場合。
グラフィックス デバイス インターフェイス
グラフィックスデバイスインターフェイス（GDI）コンポーネントは、グラフィックスコンテンツをモニター、プリンター、その他の出力デバイスに出力する機能を提供します。gdi.exe16ビットWindowsの場合、gdi32.dll32ビットWindowsのユーザーモードでは、カーネルモードのGDIサポートは、win32k.sysグラフィックスドライバと直接通信することによって提供されます。[3] [4]
ユーザーインターフェース
ユーザーインターフェイスコンポーネントは、画面ウィンドウやボタンやスクロールバーなどの基本的なコントロールを作成および管理し、マウスやキーボードの入力を受け取り、Windowsのグラフィカルユーザーインターフェイス（GUI）部分に関連するその他の機能を提供します。この機能ユニットは、ユーザー.exe16ビットWindowsの場合、ユーザー32.dll32ビットWindowsでは、Windows XPバージョン以降、基本的なコントロールはcomctl32.dll、共通コントロール（共通コントロールライブラリ）と共に。[5]
共通ダイアログ ボックス ライブラリ
共通ダイアログボックスライブラリは、ファイルを開いたり保存したり、色やフォントを選択したりするための標準ダイアログボックスを提供します。ライブラリは、commdlg.dll16ビットWindowsの場合、comdlg32.dll32ビットWindowsではAPIのユーザーインターフェイスカテゴリに分類されます。 [6]
共通コントロールライブラリ
共通コントロールライブラリは、ステータスバー、進行状況バー、ツールバー、タブなどの高度なユーザーインターフェイスコントロールへのアクセスを提供します。ライブラリは、DLLファイルに格納されています。commctrl.dll16ビットWindowsの場合、comctl32.dll32ビットWindowsではAPIのユーザーインターフェイスカテゴリに分類されます。 [7]
Windows シェル
Windows Shellコンポーネントは、オペレーティングシステムシェルへのアクセスを提供します。このコンポーネントは、シェル.dll16ビットWindowsの場合、シェル32.dll32ビットWindowsでは、シェル軽量ユーティリティ関数はshlwapi.dllこれはAPIのユーザーインターフェースカテゴリに分類されます。 [8] [9]
ネットワークサービス
ネットワークサービスは、オペレーティングシステムのさまざまなネットワーク機能へのアクセスを提供します。そのサブコンポーネントには、 NetBIOS、Winsock、NetDDE、リモートプロシージャコール（RPC）などがあります。このコンポーネントは、ネットAPI32.dll32ビットWindowsの場合。[10]
ウェブ
Internet Explorer (IE)ウェブブラウザはAPIを公開しており、Windows APIの一部とみなすことができます。IEはWindows 95 OSR2以降オペレーティングシステムに組み込まれており、 Windows 98以降アプリケーションにウェブ関連サービスを提供しています。[11]
プログラムの相互作用
Windows APIはC言語ベースのAPIです。[12]関数とデータ構造はwindows.hをインクルードすることでC構文で使用できますが、APIデータ構造や関数呼び出しとコールバックの呼び出し規約と相互運用できる任意のプログラミング言語でAPIを使用できます。
注目すべきは、API関数の実装がC以外のいくつかの言語で開発されていることです。[a]
C はオブジェクト指向プログラミング(OOP) 言語ではないにもかかわらず、Windows API はハンドルの使用により、ある程度オブジェクト指向的です。Microsoft やその他のさまざまなテクノロジでは、C++ などの OOP 言語を使用することで、このオブジェクト指向の側面がより明確になっています ( Microsoft Foundation Class Library (MFC)、Visual Component Library (VCL)、GDI+を参照)。Windows 8では、Windows API とWinRT API が提供されています。これらはC++ [13]で実装されており、設計上オブジェクト指向になっています。[13]
Windows.pasはWindows APIの機能を公開するDelphiユニットであり、 windows.hのPascal版です。[14]
関連技術
多くの Microsoft テクノロジは、Windows 上で実行されるほとんどのソフトウェアと同様に、Windows API を使用します。Windows API とアプリケーション間のミドルウェアとして、次のテクノロジは Windows API へのアクセスを提供します。一部のテクノロジは Windows APIをラップするものとして説明されていますが、Windows API のすべての機能を提供または公開するわけではないため、これは議論の余地があります。
- Microsoft Foundation Class Library (MFC) は、Windows API 機能の一部をC++ クラスで公開し、よりオブジェクト指向的な方法で API と対話できるようにします。
- アクティブテンプレートライブラリ（ATL）は、Windows APIアクセスを提供するC++ テンプレートライブラリです。
- Windows テンプレート ライブラリ(WTL) は、ATL の拡張として開発され、MFC のより小さな代替として意図されていました。
- Windows 用のほとんどのアプリケーション フレームワークは、.NET ランタイム、Java 仮想マシン、およびWindows をターゲットとするその他のプログラミング言語を含む Windows API へのアクセスを提供します。
- コンポーネントとアプリケーション間の通信のためのさまざまなテクノロジ - 最初はダイナミック データ交換(DDE)でしたが、その後、オブジェクトのリンクと埋め込み(OLE)に置き換えられ、その後、コンポーネント オブジェクト モデル(COM)、オートメーション オブジェクト、ActiveXコントロール、および.NET Frameworkに置き換えられました。
ほぼすべてのWindowsプログラムはWindows APIを使用しますが、Windows NTシリーズのオペレーティングシステムでは、Windowsの起動プロセスの早い段階で起動するプログラムは代わりにネイティブAPIを使用します。[15]
歴史
Windows API は、Windows システムの基礎となる構造の大部分を常にプログラマーに公開してきました。これにより、プログラマーはアプリケーションに対して大きな柔軟性とパワーを得られるという利点がありましたが、グラフィカルユーザー インターフェイスに関連するさまざまな低レベルの、時には面倒な操作をアプリケーションが処理する方法に関して大きな責任も生じました。
たとえば、初心者の C プログラマーは、最初の課題として単純な「hello world」を書くことがよくあります。プログラムの動作部分は、メイン サブルーチン内の 1 行の printf だけです。標準 I/O ライブラリへのリンクのオーバーヘッドも 1 行だけです。
Wikibookコンピュータプログラミングには、 Hello world#Windows API (C)に関するページがあります。
#include <stdio.h>
int main ( void ) { printf ( "Hello, World! \n " ); }
Windows API のプログラミングに関する書籍を数冊執筆したCharles Petzold氏は、次のように語っています。「Windows 1.0 SDK のオリジナルのHello World プログラムは、ちょっとしたスキャンダルでした。HELLO.C は約 150 行で、HELLO.RC リソース スクリプトはさらに 20 行ほどありました。(...) ベテラン プログラマーは、Windows Hello World プログラムに遭遇すると、しばしば恐怖や笑いで身をすくめました。」[16] Petzold 氏は、これが開発者に最初に紹介された Windows サンプル プログラムであったものの、非常に「凝った」ものであり、必要以上に複雑だったと説明しています。サンプルの長さを嘲笑されるのにうんざりした彼は、最終的に単純な MessageBox 呼び出しにまで縮小しました。[17]
長年にわたり、Windows システムにはさまざまな変更や追加が行われ、Windows API もこれを反映して変化し、成長してきました。[18] Windows 1.0の Windows API は450 未満の関数呼び出しをサポートしていましたが、Windows API の最新バージョンは数千をサポートしています。ただし、一般的にインターフェイスはかなり一貫しており、古い Windows 1.0 アプリケーションは、最新の Windows API に慣れているプログラマーには馴染み深いものになります。[19]
マイクロソフトは下位互換性を維持する努力をしてきた。これを実現するために、マイクロソフトは新しいバージョンのWindowsを開発する際に、以前のバージョンを文書化されていない、あるいは推奨されない方法で使用していたサードパーティ製ソフトウェアとの互換性を確保するための回避策[20 ] を実装することもあった。Windows APIに取り組んでいるマイクロソフトの開発者、レイモンド・チェンは次のように述べている。「アプリの悪い点と、アプリを再び動作させるために私たちがしなければならなかったこと (多くの場合、アプリが望まないこと) についてだけ書くと、おそらく何ヶ月も書けるだろう。だからこそ、OSのアップグレード中にマイクロソフトが悪意を持ってアプリケーションを壊したと非難されるときには、特に腹が立つ。Windows 95で実行できなかったアプリケーションがあれば、私はそれを個人的な失敗だと受け止めた。」[21]
Windows API に対する最も大きな変更の 1 つは、Win16 (Windows 3.1 以前に同梱) からWin32 (Windows NT および Windows 95 以降) への移行でした。Win32 はもともとWindows NT 3.1で導入され、 Windows 95 より前にWin32sで Win32 サブセットの使用が可能でしたが、アプリケーションの Win32 への広範な移植が始まったのは Windows 95 になってからでした。Windows 95 では、Microsoft 内外の開発者にとって移行を容易にするために、複雑な APIサンクのスキームが使用されました。これにより、32 ビット コードから 16 ビット コード (Win16 API のほとんど) への呼び出しが可能になり、その逆も可能になりました。フラット サンクにより、32 ビット コードから 16 ビット ライブラリへの呼び出しが可能になり、このスキームは Windows 95 のライブラリ内で広範に使用され、OS 全体を一度に Win32 に移植する必要がなくなりました。 Windows NTでは、OSは16ビットアプリケーションとの互換性のための部分を除いて純粋な32ビットであり、Windows 95と同様に、Win16からWin32へのサンクには汎用サンクのみが利用可能でした。プラットフォームSDKには、これらのサンクに必要なコードを生成できるコンパイラが付属していました。64ビットWindowsのバージョンでは、 WoW64を介して32ビットアプリケーションを実行することもできます。OSドライブのWindowsフォルダにあるSysWOW64フォルダには、32ビットアプリケーションをサポートするためのツールがいくつか含まれています。[22]
メジャーバージョン
Microsoft Windowsの各バージョンにはWindows APIのバージョンが含まれており、Microsoft Windowsのほぼすべての新しいバージョンではWindows APIへの追加と変更が導入されています。[23]
Windows API という名前は、Windows の各バージョンで基本的に同じ機能を指しますが、この機能には、それを含む Windows バージョンの主要なアーキテクチャの側面に基づいた別の名前があります。バージョンが 1 つしかなかったときは、単に Windows API と呼ばれていました。その後、最初のメジャー アップデートが行われたときに、Microsoft はそれを Win32 と名付け、最初のバージョンに Win16 という名前を付けました。Windows API という用語は、両方のバージョンと、その後開発されたすべてのメジャー バージョンを指します。[24]
- Win16は16ビット版のWindowsにあります。関数は主にOSのコアファイルであるkernel.exe（またはkrnl286.exeまたはkrnl386.exe）、user.exe、gdi.exeに存在します。ファイル拡張子はEXEこのようなファイルは DLL としてアクセスされます。
- Win32 は、 32 ビットバージョンの Windows (NT、95 以降)にあります。関数は、 kernel32.dll、user32.dll、gdi32.dllなどのシステム DLL ファイルに実装されています。Win32 はWindows NTで導入されました。Windows 95では、当初 Win32c (cは互換性を意味します) と呼ばれていました。この用語は後に Microsoft によって廃止され、代わりに Win32 が採用されました。
- Win32s は、 Microsoft Windows のWindows 3.1xファミリの拡張機能であり、これらのシステム用に Win32 API のサブセットを実装しています。「s」は「サブセット」を意味します。
- Win64は、 Windowsアーキテクチャの64ビット プラットフォームのバージョンです（2021年現在、x86-64およびAArch64）。[b] [25] [26]アプリケーションの32ビットバージョンと64ビットバージョンの両方を1つのコードベースからコンパイルできますが、一部の古いAPI関数は非推奨になり、Win32で非推奨になったAPI関数の一部は削除されました。すべてのメモリポインターはデフォルトで64ビット（LLP64モデル）であるため、Win32互換のソースコードを移植するには、64ビットポインター演算への更新が含まれます。[27][アップデート]
- WinCE は、 Windows CEオペレーティング システムのバージョンです。
その他の実装
Wineプロジェクトは、 Linux カーネル APIと Windows API 用に書かれたプログラムの間に、 Unixライクなプラットフォーム用のWin32 API互換レイヤーを提供します。ReactOSはさらに一歩進んで、完全な Windows オペレーティングシステムの実装を目指しており、Wine プロジェクトと密接に連携してコードの再利用と互換性を促進しています。DosWin32とHX DOS Extender は、 Windows API をエミュレートして、DOSコマンドラインから簡単な Windows プログラムを実行できるようにする別のプロジェクトです。Odinは、 OS/2上で Win32 をエミュレートするプロジェクトで、Microsoft コードに基づいた元の Win-OS/2 エミュレーションに取って代わります。その他のマイナーな実装には、DOS 上で Win16 API のサブセットを実装することを目的とした MEWEL ライブラリとZincライブラリがあります (プラットフォームに依存しない GUI ライブラリの一覧を参照)。
Windows Interface Source Environment (WISE) は、開発者が Windows ベースのアプリケーションをUnixおよびMacintoshプラットフォーム上で再コンパイルして実行できるようにする Microsoft のライセンス プログラムでした。WISE SDK は、これらのプラットフォームで実行できる Windows API のエミュレーターに基づいていました。[28]
標準化に向けた取り組みとしては、Win16 用の Sun のPublic Windows Interface (PWI) (Sun Windows Application Binary Interface ( Wabi ) も参照)、Win16 および Win32 用の Willows Software のApplication Programming Interface for Windows (APIW) ( Willows TWINも参照)、およびWindows API を拘束的に標準化しようとしたECMA-234などがあります。
コンパイラサポート
Windows API を使用するソフトウェアを開発するには、コンパイラが上記の Microsoft 固有の DLL を使用できる必要があります (COM オブジェクトは Win32 の外部にあり、特定の vtable レイアウトを想定しています)。コンパイラは、内部 API 関数名を公開するヘッダー ファイルを処理するか、そのようなファイルを提供する必要があります。
C++ 言語については、Zortech (後にSymantec、その後Digital Mars )、Watcom、Borland がいずれも、Win16、Win32s、Win32 で頻繁に使用されている有名な商用コンパイラを製造しています。これらのコンパイラの中には、Microsoft の再配布可能な Win32s DLL を使用して Win16 で Win32 プログラムを実行できるメモリ エクステンダを提供しているものもあります。Zortech コンパイラは、Microsoft が C++ コンパイラを開発する以前、Windows プログラミング用の最初の安定した使用可能な C++ コンパイラの 1 つだったと考えられます。
特定のクラスのアプリケーションでは、コンパイラ システムはインターフェイス記述言語(IDL) ファイルも処理できる必要があります。これらの前提条件 (コンパイラ、ツール、ライブラリ、ヘッダー) は、まとめてMicrosoft プラットフォーム SDKと呼ばれます。かつては、Microsoft Visual StudioとBorlandの統合開発システムだけが、これを提供できる統合開発環境(IDE) でした (ただし、SDK は、IDE スイート全体とは別に、Microsoft Windows SDK for Windows 7 および .NET Framework 4 から無料でダウンロードできます)。
2016年現在[アップデート]、MinGWおよびCygwinプロジェクトも、スタンドアロンのヘッダーファイルセットを使用して、GNUコンパイラコレクション（GCC）に基づくそのような環境を提供し、Win32固有のDLLへのリンクを簡単にしています。 LCC-Win32は、 Jacob Naviaによって保守されているCコンパイラで、非商用での使用はフリーウェアです。 Pelles Cは、Pelle Oriniusによって保守されているフリーウェアのCコンパイラです。 Free Pascalは、Windows APIをサポートするフリーソフトウェアの Object Pascalコンパイラです。 MASM32パッケージは、Platform SDKからカスタムメイドまたは変換されたヘッダーとライブラリを使用して、 Microsoft Macro Assembler（MASM）の下でWindows APIのサポートを提供する成熟したプロジェクトです。 フラットアセンブラFASMを使用すると、Linuxで実行する場合でも、外部リンカーを使用せずにWindowsプログラムを構築できます。
構造化例外処理(SEH)には、Windows 固有のコンパイラ サポートも必要です。このシステムには、言語固有の例外処理を実装できる基盤を提供することと、無効なポインタの逆参照やスタック オーバーフローなどの例外条件をカーネルがアプリケーションに通知する方法という 2 つの目的があります。Microsoft/Borland C++ コンパイラは、Windows 95 および NT に導入されるとすぐにこのシステムを使用できるようになりましたが、実際の実装は文書化されておらず、Wine プロジェクトおよびフリー コンパイラ用にリバース エンジニアリングする必要がありました。SEH は、例外ハンドラー フレームをスタックにプッシュし、次にスレッド ローカル ストレージ(スレッド環境ブロックの最初のフィールド) に格納されているリンク リストに追加することに基づいています。例外がスローされると、カーネルおよび基本ライブラリは、ハンドラーとフィルターが見つかるたびにスタックをアンワインドします。最終的には、アプリケーションによって処理されないすべての例外は、Windows の共通クラッシュ ダイアログをポップアップ表示する既定のバックストップ ハンドラーによって処理されます。
参照
- OS/2 用 Windows ライブラリ – ソフトウェア
- Interix – Windows NT オペレーティング システム用の Unix サブシステム
- Linux カーネル API – Linux カーネル API と ABI の概要と比較。
- Microsoft Windows ライブラリ ファイル – Microsoft Windows の主な共有ライブラリのリスト
- Windows レガシー オーディオ コンポーネント – 廃止された Microsoft Windows オーディオ API
- C++/WinRT – WinRT プラットフォーム用の C++ ライブラリ
注記
- ^ Pascalとx86 アセンブリはどちらも、C が主流になる前の以前のバージョンで頻繁に使用されていました。これを思い起こさせるのは、API 関数が呼び出し後にプッシュされたパラメータからスタックを復元するために、依然としてPascal 呼び出し規約を使用していることです(ただし、ほとんどの C コンパイラがデフォルトでそうであるように、パラメータは右から左にプッシュされることを想定しています)。
- ^ リリースされた 64 ビット バージョンの名称には、x86-64 (AMD64) プラットフォーム上のWindows XP Professional x64 Editionおよび Windows Server 2003、Windows Vista、Windows Server 2008 の x64 Edition、およびIA-64プラットフォーム上のWindows 2000 Server Limited Edition、Windows XP 64-bit Edition、Windows Advanced Server 2003 for Itanium、および Windows 2008 Advanced Server for Itaniumが含まれます。
参考文献
- ^ 「Windows API インデックス」。
- ^ Microsoft Developer Network (2005 年 7 月)。基本サービス。2005年 8 月 28 日閲覧。
- ^ Microsoft Developer Network (2005 年 7 月)。グラフィックス デバイス インターフェイス。2005年 8 月 28 日閲覧。
- ^ "G". Microsoft Developer Network . 2009年1月28日閲覧。
- ^ Microsoft Developer Network (2005 年 7 月)。ユーザー インターフェイス。2005年 8 月 28 日閲覧。
- ^ Microsoft Developer Network (2005)。コモン ダイアログ ボックス ライブラリ。2005年 9 月 22 日取得。
- ^ Microsoft Developer Network (2005 年 7 月)。共通コントロール ライブラリ。2005年 8 月 28 日閲覧。
- ^ Microsoft Developer Network (2005 年 7 月) 。Windows Shell。2005年 8 月 28 日閲覧。
- ^ Microsoft Developer Network (2005)。Shell Programmer's Guide。2005年 8 月 28 日閲覧。
- ^ Microsoft Developer Network (2005 年 7 月)。ネットワーク サービス。2005年 8 月 28 日閲覧。
- ^ Microsoft Developer Network (2006 年 1 月);ブラウザーのプログラミングと再利用2006 年 1 月 22 日取得。
- ^ 「チュートリアル: 従来の Windows デスクトップ アプリケーションを作成する (C++)」。Microsoft Docs。2022年 2 月 23 日。
- ^ ab Mayberry, Michael (2012). WinRT Revealed . ニューヨーク市: Apress. p. 3. ISBN 978-1-4302-4585-8。
- ^ テクセイラ、スティーブ、ザビエル・パチェコ (2002)。 Borland Delphi 6 開発者ガイド。サムズ。 p. 253.ISBN 0672321157。
- ^ Russinovich, Mark (2006 年 11 月)。「ネイティブ アプリケーションの内部」。Microsoft Docs。2022年4 月 12 日閲覧。
- ^ Charles Petzold (2001 年 12 月)。Programming Microsoft Windows with C#。Microsoft Press。Beyond the Console、47 ページ。
- ^ Petzold, Charles. 「悪名高い Windows の「Hello World」プログラム」www.charlespetzold.com . 2024 年6 月 30 日閲覧。
- ^ XP から 10 までの Windows API の変更点の詳細な分析。2016年 9 月 8 日閲覧。
- ^ Charles Petzold (1998 年 11 月 11 日)。プログラミング Windows、第 5 版。Microsoft Press。API とメモリ モデル、9 ページ。
- ^ スミス、グラハム（2022年10月8日）。「Windows 95には、オリジナルのSimCityのバグを修正するための特別なコードがありました」。Rock , Paper, Shotgun。
- ^ Raymond Chen (2003年10月15日). What about BOZOSLIVEHERE and TABTHETEXTOUTFORWIMPS? 2022年6月29日閲覧。
- ^ Hoffman, Chris (2018年2月16日). 「Windowsの「System32」フォルダーと「SysWOW64」フォルダーの違いは何ですか?」How-To Geek . 2023年4月11日閲覧。
- ^ The Iseran Project (1996–2001) 。Windows API の歴史。2005年 10 月 7 日閲覧。
- ^ Microsoft Developer Network (2005 年 7 月)。Windows API の概要。2005年 8 月 28 日閲覧。
- ^ 「Windows XP Professional x64 Edition ホームページ」。Microsoft。
- ^ 「Microsoft 64 ビット コンピューティングの概要」。Microsoft。
- ^ 「MSDN: 64 ビット Windows の準備」。Microsoft。2020 年 8 月 19 日。
- ^ WISE 2008-03-30 にWayback Machineでアーカイブ
外部リンク
Wikibooks にはWindows プログラミングに関する書籍があります。
- MSDN Windows API インデックス
- Windows API Microsoft コードサンプル
- ECMA-234 – Windows API のサブセットのECMA標準
- 高度な Win32 API ニュースグループ
- フランス語 Win32 API ニュースグループ