进程间通信——管道

Windows下用管道通信(pipe)实现进程间数据共享

        管道是一种用于在进程间共享数据的机制，其实质是一段共享内存。Windows系统为这段共享的内存设计采用数据流I/0的方式来访问。由一个进程读、另一个进程写，类似于一个管道两端，因此这种进程间的通信方式称作“管道”。

        管道分为匿名管道和命名管道：
        匿名管道只能在父子进程间进行通信，不能在网络间通信，而且数据传输是单向的，只能一端写，另一端读。
        命令管道可以在任意进程间通信，通信是双向的，任意一端都可读可写，但是在同一时间只能有一端读、一端写。

创建匿名管道：

1. 定义安全属性结构体:    
SECURITY_ATTRIBUTES sa;
sa.bInheritHandle = TRUE;//表示可被子进程所继承
sa.lpSecurityDescriptor = NULL; //安全描述符号一般都设置成NULL，即默认描述符
sa.nLength = sizeof(SECURITY_ATTRIBUTES); //管道长度

其中SECURITY_ATTRIBUTES结构体的定义为:    
typedef struct _SECURITY_ATTRIBUTES {
DWORD nLength;
LPVOID lpSecurityDescriptor;
BOOL bInheritHandle;
} SECURITY_ATTRIBUTES, *PSECURITY_ATTRIBUTES, *LPSECURITY_ATTRIBUTES;

2. 创建管道：    
BOOL WINAPI CreatePipe(
PHANDLE hReadPipe,//读取端句柄
PHANDLE hWritePipe,//输入端句柄
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpPipeAttributes,//安全属性
DWORD nSize// 管道的缓冲区容量，NULL表示默认大小
);

3. 读取管道内数据：  
BOOL ReadFile(
HANDLE hFile,//句柄，可以是标准输入输出流或文件或管道
LPVOID lpBuffer,  //读取的数据写入缓冲区
DWORD nNumberOfBytesToRead,//指定读取的字节数
LPDWORD lpNumberOfBytesRead,//实际读取的字节数
LPOVERLAPPED lpOverlapped//用于异步操作,一般置为NULL
);

4. 向管道内写入数据:    
BOOL WriteFile(
HANDLE hFile,//句柄，同上
LPCVOID lpBuffer,//指定待写入的数据
DWORD nNumberOfBytesToWrite,//写入的数据量
LPDWORDlp NumberOfBytesWritten,//实际要写的数据量
LPOVERLAPPED lpOverlapped//一般置为NULL
);

5. 为实现父子进程间的通信，需要对子进程的管道进行重定向：
我们知道创建子进程函数 CreateProcess中有一个参数STARUIINFO,默认情况下子进程的输入输出管道是标准输入输出流，
可以通过下面的方法实现管道重定向：    
STARTUPINFO si;
si.hStdInput   = hPipeInputRead;   //输入由标准输入 -> 从管道中读取  
si.hStdOutput  = hPipeOutputWrite; //输出由标准输出 -> 输出到管道

创建命名管道:
       命名管道有点类似我们常听见的服务器端和客户端，命名管道有自己的名字。
首先要指定管道名，管道名遵循的格式为:\\.\pipe\pipename。最多可达256个字符的长度，
而且不区分大小写例如："\\\\.\\pipe\\Name_pipe_demon_get"


1.服务器端创建命名管道
HANDLE WINAPI CreateNamedPipe(
LPCTSTRlpName,//管道名
DWORD dwOpenMode,//管道打开方式
//PIPE_ACCESS_DUPLEX  该管道是双向的，服务器和客户端进程都可以从管道读取或者向管道写入数据。
//PIPE_ACCESS_INBOUND 该管道中数据是从客户端流向服务端，即客户端只能写，服务端只能读。
//PIPE_ACCESS_OUTBOUND 该管道中数据是从服务端流向客户端，即客户端只能读，服务端只能写。
DWORD dwPipeMode,//管道的模式
//PIPE_TYPE_BYTE   数据作为一个连续的字节数据流写入管道。
//PIPE_TYPE_MESSAGE 数据用数据块（名为“消息”或“报文”）的形式写入管道。
//PIPE_READMODE_BYTE 数据以单独字节的形式从管道中读出。
//PIPE_READMODE_MESSAGE 数据以名为“消息”的数据块形式从管道中读出（要求指定PIPE_TYPE_MESSAGE）。
//PIPE_WAIT 同步操作在等待的时候挂起线程。
//PIPE_NOWAIT 同步操作立即返回。
DWORD nMaxInstances,//表示该管道所能够创建的最大实例数量。必须是1到常数PIPE_UNLIMITED_INSTANCES(255)间的一个值。
DWORD nOutBufferSize,//表示管道的输出缓冲区容量，为0表示使用默认大小。
DWORD nInBufferSize,//表示管道的输入缓冲区容量，为0表示使用默认大小。
DWORD nDefaultTimeOut,//表示管道的默认等待超时。
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes//表示管道的安全属性。
);    

2.创建完成后等待连接        
BOOL WINAPI ConnectNamedPipe(
HANDLE hNamedPipe,//命名管道句柄
LPOVERLAPPED lpOverlapped//一般为NULL
);      

3.服务器端就绪后，客户端开始连接        
BOOL WINAPI WaitNamedPipe(
LPCTSTR lpNamedPipeName,//命名管道名称
DWORD nTimeOut//等待时长
);        

连接成功后，打开管道进行数据通信,使用CreateFile，ReadFile和WriteFile，前面匿名管道已经给出了具体使用方法。