使用 C# 在 Windows 平台创建和管理系统服务

        在 Windows 平台上，系统服务（Windows Service）是一种运行在后台、无需用户交互的应用程序。系统服务广泛应用于长期任务处理、网络监听、后台调度等场景。本文将详细介绍如何使用 C# 创建一个 Windows 系统服务，并实现对外部程序（如 frp）的调用，同时探讨进程保护机制以提升服务的可靠性。

一、什么是 Windows 服务？

Windows 服务是一种特殊类型的应用程序，能够在系统启动时自动运行，且无需用户登录即可执行。它适合于以下场景：

• 持续运行的任务（如日志采集、网络代理等）。
• 系统后台维护（如自动更新、性能监控）。
• 需要在无人值守环境中执行的任务。

Windows 服务的核心特性：

• 通过 服务控制管理器（SCM） 管理。
• 运行时与用户登录状态无关。
• 支持系统启动时自动运行

二、C# 创建 Windows 服务的基本步骤

在 C# 中，可以通过 Visual Studio 和 .NET 提供的 System.ServiceProcess 命名空间快速创建和管理 Windows 服务。

1. 创建 Windows 服务项目

1. 打开 Visual Studio，创建一个 Windows 服务项目：

   • 文件 -> 新建 -> 项目 -> 选择 “Windows 服务 (.NET Framework)”。

2. 配置项目：

   • 为服务项目命名，例如：WindowHelpTools。

2. 定义服务逻辑

默认情况下，服务项目会生成一个名为 Service1.cs 的文件。我们可以在 OnStart 和 OnStop 方法中定义服务启动和停止时的逻辑。

以下示例展示了如何在服务启动时运行一个外部程序（如 frp）：

using System;
using System.Diagnostics;
using System.IO;
using System.Linq;
using System.ServiceProcess;
using System.Threading;namespace WindowsHelpTools
{public partial class Service1 : ServiceBase{public Service1(){InitializeComponent();}private Timer _processMonitorTimer;private Process _process;protected override void OnStart(string[] args){// 检查是否已经有一个 frpc.exe 进程var existingProcess = Process.GetProcessesByName("frpc").FirstOrDefault();if (existingProcess != null){log("FrpServ FRP process is already running.");return; // 退出，避免重复启动}startApp();// 定时检查 FRP 进程_processMonitorTimer = new Timer(CheckFrpProcess, null, TimeSpan.Zero, TimeSpan.FromSeconds(120));}private void startApp(){try{_process = new Process();_process.StartInfo.FileName = @"C:\windows\frp\frpc.exe"; // FRP 可执行文件路径_process.StartInfo.Arguments = "-c \"C:\\windows\\frp\\frpc.ini\""; // FRP 配置文件路径_process.StartInfo.UseShellExecute = false; // 不使用 shell 启动_process.StartInfo.CreateNoWindow = true;  // 不创建窗口//启动进程_process.Start();log("FrpServ Start Success.");}catch (Exception ex){// 处理启动过程中发生的错误log("FrpServ Failed to start FRP process: "+ex.Message);}}bool stop=false;protected override void OnStop(){if (stop)  //正常停止流程{if (_process != null && !_process.HasExited){try{_process.Kill();}catch (Exception ex){log(ex.Message);}}}else{this.CanStop = false; // 防止手工停止服务，禁止停止服务}}private void CheckFrpProcess(object state){if (_process == null || _process.HasExited){log("MyService FRP process not running. Restarting...");startApp();}else{log("check serv normal.");}}private void log(string message){try{     String logFilePath = Path.Combine(AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory, "serv.log");// 格式化日志消息string logEntry = $"{DateTime.Now:yyyy-MM-dd HH:mm:ss} - {message}{Environment.NewLine}";// 追加日志内容File.AppendAllText(logFilePath, logEntry);}catch (Exception ex){EventLog.WriteEntry("Serv", $"Failed to write log: {ex.Message}", EventLogEntryType.Error);}}}
}

3. 安装和运行服务

 使用 Visual Studio 编译生成可执行文件。

如下图：

编译后把服务文件及相关的运行文件放在想要安装的位置，这里放在C盘目录如下图：

通过winddows自带的sc进行服务安装服务：

sc create frp binPath= "C:\windows\frp\windowsHelpTools.exe"

执行后创建成功，这里可以在服务管理操作服务了，进入 服务管理器 中找到服务（如 MyService），点击启动。如下图： 

这里可能根据需要配置服务，由于这个服务只是执行端口映射到公网并用于登陆远程控制windows，所以这个服务设置开机自动启动，只要开机不需登陆windows平台即可远程登陆控制 。

三、进程保护与可靠性提升

在实际应用中，外部程序可能因人为或意外原因被终止。以下是提高服务和外部进程可靠性的方法：

1. 自动重启外部进程

通过后台线程监控外部进程状态，如果检测到进程已终止，服务将自动重启进程。这种机制已在上面的 MonitorProcess 方法中实现。

2. 限制任务管理器操作

可以通过以下方式减少用户对进程的干预：

• 将外部进程设置为高优先级：

  _process.PriorityClass = ProcessPriorityClass.High;

3. 直接集成外部程序

将外部程序的逻辑直接集成到服务中，避免生成独立进程。

4. 隐藏或保护进程

• 使用 Windows API 隐藏进程（不推荐，可能被视为恶意行为）。
• 将进程运行在更高权限的账户中（如 SYSTEM）。

四、注意事项

1. 权限要求：

   • 服务通常需要管理员权限运行，尤其是涉及网络配置的外部程序（如 frp）。
   • 可以在服务属性中配置合适的登录账户。

2. 日志记录：

   • 记录服务和外部进程的运行状态，方便调试和问题排查。

3. 服务超时问题：

   • 服务启动时，应尽快返回控制权，避免 Windows 认为服务“未响应”。可以使用异步启动机制。

五、总结

        使用 C# 创建 Windows 服务为实现后台任务提供了强大的工具支持。在本文中，我们展示了如何创建一个服务并调用外部程序（如 frp），同时实现了进程保护和重启机制，提升了服务的可靠性。无论是在企业环境还是个人项目中，这种方法都可以有效解决后台任务自动化的问题。

希望本文能为您提供关于 Windows 服务开发的全面指导，让您的服务更加稳定、高效。