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進程間通信——命名管道和郵槽

編輯：關於C語言

前面介紹了進程間通信的兩種方法：剪貼板和匿名管道。這兩種進程間通信的方法只能在本地主機的進程之間通信。而匿名管道還限制通信的兩進程之間必須有父子關系。在開發網絡間不同進程之間相互通信的應用程序時，我們可以用命名管道和郵槽。這兩種方法不僅支持本地主機通信也支持網間進程通信。下面詳細介紹這兩種方法：

一、命名管道

將命名管道作為網絡通信的方案時，他實際上建立了一個客戶機/服務器通信體系，並在其中可靠的傳輸數據。命名管道式圍繞Windows文件系統設計的一種機制，采用“命名管道文件系統借口”，因此客戶機和服務器可利用標准的Win32文件系統函數來進行數據的收發。在利用命名管道進行通信時，服務器是唯一一個有權建立命名管道的進程，可以接收客戶機的連接請求，客戶機只能同一個現有的命名管道客戶機建立連接。命名管道提供了兩種基本的通信模式：字節模式和消息模式。在實際編程過程中可以根據實際需要選擇不同的通信模式。利用命名管道進行通信可以按照下面的步驟進行：

（一）服務器端：

（1）創建命名管道

在利用命名管道進行通信之前，肯定要先創建命名管道。創建命名管道需調用的函數為CreateNamedPipe（），該函數的創建一個命名管道的實例並返回該實例的句柄。該函數的第一個參數用指定的格式保存創建的管道的名字。該函數的餓第二個參數指定管道的進入模式、重疊模式、讀寫模式、安全屬性等信息，在下面的示例中我用的是雙向的進入模式（PIPE_ACCESS_DUPLEX），客戶機和服務器都可以從管道讀寫數據，重疊方式為可重疊的方式（FILE_FLAG_OVERLAPPED），指定重疊模式後，需要花費時間的線程會立即返回執行其他操作，耗費時間的線程會在後台完成。該函數的第四個參數指定該管道可創建的最大實例個數。指定該參數的原因是，一個命名管道的示例只能和一個客戶端通信，如果有多個客戶端要通過該命名管道和服務器通信，需要創建多個該命名管道的實例。創建命名管道的示例代碼如下：

/***************************************************
                創建命名管道
*******************************************************/
hPipe=CreateNamedPipe("\\\\.\\pipe\\MyPipe",PIPE_ACCESS_DUPLEX|FILE_FLAG_OVERLAPPED,
  0,1,1024,1024,0,NULL);
if (INVALID_HANDLE_VALUE==hPipe)
{
  MessageBox("創建命名管道失敗！");
  hPipe=NULL;
  //CloseHandle(hPipe);
  return;
}

（2）等待客戶端連接請求的到來

命名管道創建完成之後，服務器就可以等待客戶端的連接請求。等待客戶端的連接請求調用的函數為ConnectNamedPipe（）該函數的的第二個參數是一個指向OVERLAPPED結構體的指針，該結構體包含用於異步執行I/O操作的信息。該結構體中我們感興趣的參數是一個指向事件對象的句柄，我們可以利用該事件對象來執行異步I/O操作。所以我們要先調用CreateEvent（）創建一個人工重置的事件對象。當等待客戶端連接請求之後，我們就可以調用WaitForSingleObject（）函數將該事件對象置為無信號狀態，以供下一次連接請求使用。實現代碼如下：

/*********************************************************
                創建人工重置的匿名事件對象
*********************************************************/
HANDLE hEvent;
hEvent=CreateEvent(NULL,TRUE,FALSE,NULL);
if (!hEvent)
{
  MessageBox(" 創建人工重置的匿名事件對象失敗！");
  CloseHandle(hEvent);
  hPipe=NULL;
  return;
}
   /*********************************************************
                等待客戶端連接請求的到來
*********************************************************/
OVERLAPPED olp;
ZeroMemory(&olp,sizeof(OVERLAPPED));
olp.hEvent=hEvent;
if(!ConnectNamedPipe(hPipe,&olp))
{
  if (ERROR_IO_PENDING!=GetLastError())
  {
   MessageBox("等待客戶端連接請求失敗！");
   CloseHandle(hPipe);
   CloseHandle(hEvent);
   hPipe=NULL;

   return;
  }
}
if(WAIT_FAILED==WaitForSingleObject(hEvent,INFINITE))
{
  MessageBox("等待對象失敗！");
  CloseHandle(hPipe);
  CloseHandle(hEvent);
  hPipe=NULL;
  return;
}
CloseHandle(hEvent);

（3）往管道中執行讀寫操作

由於命名管道式圍繞文件系統設計的，所以我們可以利用標准的Win32文件操作函數執行讀寫操作。示例代碼如下：

void CNamedPipeSrvView::OnPipRead()
{
// TODO: Add your command handler code here
char buf[200];
DWORD dwRead;
if(!ReadFile(hPipe,buf,200,&dwRead,NULL))
{
MessageBox("讀取匿名管道失敗！");
return;
}
MessageBox(buf);
}

void CNamedPipeSrvView::OnPipWrite()
{
// TODO: Add your command handler code here
char buf[]="匿名管道測試程序！";
DWORD dwWrite;
if(!WriteFile(hPipe,buf,strlen(buf)+1,&dwWrite,NULL))
{
MessageBox("寫匿名管道失敗！");
return;
}
}
（二）客戶端

命名管道的實現比較簡單了，客戶端首先判斷是否有可利用的命名管道實例，如果有，然後打開管道就可以進行讀寫操作了。

（1）連接管道實例並打開管道

WaitNamedPipe（）函數可用來連接一個命名管實例，連接成功後，就可以調用CreateFile（）函數打開管道，該函數可以指定管道進入的模式、文件屬性等。示例代碼如下：

**********************************************************
                判斷是否有可利用的命名管道實例
************************************************************/
if(!WaitNamedPipe("\\\\.\\pipe\\MyPipe",NMPWAIT_WAIT_FOREVER))
{
  MessageBox("當前沒有可利用的命名管道實例");
  return;
}
/**********************************************************
                打開命名管道
************************************************************/
hPipe=CreateFile("\\\\.\\pipe\\MyPipe",GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,
      0,NULL,OPEN_EXISTING,FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,NULL);
if (INVALID_HANDLE_VALUE==hPipe)
{
  MessageBox("打開管道失敗！");
  hPipe=NULL;
  return;
}

（2）往管道進行讀寫操作

void CNamedPipeCltView::OnPipRead()
{
// TODO: Add your command handler code here
char buf[200];
DWORD dwRead;
if(!ReadFile(hPipe,buf,200,&dwRead,NULL))
{
MessageBox("讀取匿名管道失敗！");
return;
}
MessageBox(buf);
}

void CNamedPipeCltView::OnPipWrite()
{
// TODO: Add your command handler code here
char buf[]="乘風736博客園 http://www.cnblogs.com/chengfeng736";

DWORD dwWrite;
if(!WriteFile(hPipe,buf,strlen(buf)+1,&dwWrite,NULL))
{
MessageBox("寫匿名管道失敗！");
return;
}
}

運行結果如下：

這樣，一個通過命名管道進行通信的服務器和客戶端程序就設計好了。兩個進程就可以實現通信了。

二、郵槽

郵槽是基於廣播模式的單向通信方式，服務器只能從郵槽讀取數據，客戶端只能往郵槽寫入數據，而且利用郵槽通信的信息量不能太大。下面介紹利用郵槽進行進程通信的過程：

（一）服務器

（1）創建油槽

創建油槽可調用CreateMailslot（）函數實現，該函數的第一個參數按照指定格式指定油槽的名字，第三個參數指定讀操作等待的時間。下面的示例程序我設定讀操作一直等待（MAILSLOT_WAIT_FOREVER），只到接收到數據為止。示例代碼如下：

HANDLE hMailslot;
hMailslot=CreateMailslot("\\\\.\\mailslot\\MyMailslot",0,MAILSLOT_WAIT_FOREVER,NULL);
if (INVALID_HANDLE_VALUE==hMailslot)
{
  MessageBox("創建郵槽失敗！");
  CloseHandle(hMailslot);
  return;
}

（2）讀取數據

DWORD dwRead;
char buf[200];
if(!ReadFile(hMailslot,buf,200,&dwRead,NULL))
{
  MessageBox("讀取數據失敗！");
  CloseHandle(hMailslot);
  return;
}
MessageBox(buf);
CloseHandle(hMailslot);

（二）客戶端

（1）打開油槽

CreateFile（）函數不僅可以打開文件、管道還可以打開油槽。示例代碼如下：

HANDLE hMailslot;
hMailslot=CreateFile("\\\\.\\mailslot\\MyMailslot",GENERIC_WRITE,FILE_SHARE_READ,
  NULL,OPEN_EXISTING,FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,NULL);
if (INVALID_HANDLE_VALUE==hMailslot)
{
  MessageBox("打開郵槽失敗！");
  CloseHandle(hMailslot);
  return;
}

（2）寫入數據

char buf[]="使用郵槽進行進程間通信\r\n乘風736博客園 http://www.cnblogs.com/chengfeng736";

  DWORD dwWrite;
if(!WriteFile(hMailslot,buf,strlen(buf)+1,&dwWrite,0))
{
  MessageBox("寫入數據失敗！");
  CloseHandle(hMailslot);
  return;
}
CloseHandle(hMailslot);

運行結果如下：