进程的通信 - 命名管道

命名管道概述

命名管道（Named Pipes），顾名思义，一个有名字的管道。命名管道的名字主要是用于确保多个进程访问同一个对象。命名管道不仅可以在同一台计算机之间传输数据，甚至能在跨越一个网络的不同计算机的不同进程之间，支持可靠的、单向或双向的数据通信。

命名管道常用的API

创建命名管道实例—CreateNamedPipe

函数原型

HANDLE CreateNamedPipeW(
  [in]           LPCWSTR               lpName,
  [in]           DWORD                 dwOpenMode,
  [in]           DWORD                 dwPipeMode,
  [in]           DWORD                 nMaxInstances,
  [in]           DWORD                 nOutBufferSize,
  [in]           DWORD                 nInBufferSize,
  [in]           DWORD                 nDefaultTimeOut,
  [in, optional] LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes
);

• 参数lpName

唯一的管道名称。 必须是"\\.\pipe\管道名称“的格式。最多为256个字符长度，且不区分大小。如果已经有相同的命名管道，则会创建那个管道的一个实例

• 参数dwOpenMode

表示管道的打开方式，同一管道的每个实例必须指定相同的打开方式

同时可以包含以下一个或多个标记，对于同一管道的不同实例，这些模式可以不同

还可以包含以下安全访问模式的组合，对于同一管道的不同实例，这些模式可以是不同。

• 参数dwPipeMode

管道模式，可以指定以下类型模式之一。必须为管道的每个实例指定为相同的类型模式 

也可以指定以下读取模式之一。同一管道的不同实例可以指定不同的读取模式。

 还可以指定以下等待模式之一。同一管道的不同实例可以指定不同的等待模式。

还可以指定以下远程客户端模式之一。同一管道的不同实例可以指定不同的远程客户端模式。

• 参数nMaxInstances

指定管道可以创建的最大实例数，必须是1到常数255之间的一个值。管道的第一个实例可以指定这个值，管道的其他实例的这个值必须和第一个实例指定的这个值相同。

• 参数nOutBufferSize

表示管道的输出缓冲区的容量，0表示使用默认大小。

• 参数nInBufferSize

表示管道的输入缓冲区的容量，0表示使用默认大小

• 参数nDefaultTimeOut

表示管道的默认等待超时(ms单位)，零表示默认超时为50毫秒

• 参数lpSecurityAttributes

指向SECURITY_ATTRIBUTES结构的指针，该结构体指定命名管道的安全描述符，并确定子进程是否继承返回的句柄。NULL表示使用默认安全描述符，并且无法继承句柄

函数返回值：
函数执行成功返回命名管道的句柄，否则返回INVALID_HANDLE_VALUE

等待客户端连接—ConnectNamdePipe

函数原型

BOOL ConnectNamedPipe(
  [in]                HANDLE       hNamedPipe,
  [in, out, optional] LPOVERLAPPED lpOverlapped
);

• 参数hNamedPipe

表示管道的实例的服务端句柄。也就是CreateNamedPipe函数返回的句柄

• 参数lpOverlapped

如果CreateNamedPipe第一个参数指定了FILE_FLAG_OVERLAPPED，则此参数不能为NULL，参数就必须是一个手动重置事件对象的句柄。 

例如下面这样

//创建命名管道
hNamedPipe = CreateNamedPipe(.., PIPE_ACCESS_DUPLEX | FILE_FLAG_OVERLAPPED,..);
 
//手动重置事件对象的句柄
HANDLE hEvent = CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, NULL);
//创建一个OVERLAPPED结构体
OVERLAPPED ovlap;
ZeroMemory(&ovlap, sizeof(OVERLAPPED));//底层调用的memset
ovlap.hEvent = hEvent;
 
//等待客户端连接
ConnectNamedPipe(hNamedPipe,&ovlap);

 客户端连接命名管道—WaitNamedpipe

BOOL WaitNamedPipeW(
  [in] LPCWSTR lpNamedPipeName,
  [in] DWORD   nTimeOut
);

• 参数lpNamedPipeName

表示命名管道的名称

• 参数nTimeOut

表示等待命名管道的实例可用的毫秒数。可以使用以下值之一，而不是指定毫秒数。

函数返回值

如果管道的实例在超时之前可用，则返回值非零。否则返回零 。

如果指定的命名管道不存在实例，则无论超时值设定如何，WaitNamedPipe函数会立即返回。

如果函数执行成功，则进程可以使用CreateFile函数打开命名管道句柄。返回TRUE表示至少有一个管道实例可用。但也可能打开失败，例如当服务器关闭或者有其他客户端打开了管道。

打开文件或I/O设备—CreateFile

HANDLE CreateFileA(
  [in]           LPCSTR                lpFileName,
  [in]           DWORD                 dwDesiredAccess,
  [in]           DWORD                 dwShareMode,
  [in, optional] LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes,
  [in]           DWORD                 dwCreationDisposition,
  [in]           DWORD                 dwFlagsAndAttributes,
  [in, optional] HANDLE                hTemplateFile
);

• 参数lpFileName

表示创建或打开的文件或设备名称

• 参数dwDesiredAccess

请求文件或设备的访问权限，有读、写、读写或无任何操作。GENERIC_READ，GENERIC_WRITE或两者（GENERIC_READ | GENERIC_WRITE）

• 参数dwShareMode

文件或设备的请求共享模式，有读、写、读写、删除、读写删或者无任何模式

• 参数 lpSecurityAttributes

指向SECUTITY_ATTRIBUTES结构的指针，参数为NULL表示任何子进程都不能继承CreateFile返回的句柄

• 参数dwCreationDisposition

表示对存在会不存在的文件或设备执行的操作，对存在的文件或设备通常设置为OPEN_EXISTING

• 参数dwFlagsAndAttributes

表示文件或设备属性和标志，FILE_ATTRIBUTE_NORMAL是文件的通用默认属性 

• 参数hTemplateFile

此参数可为NULL，打开现有文件时，创建文件时可用忽略这个参数

函数返回值

函数执行成功，返回值是指定文件、设备、命名管道或邮槽

函数失败返回INVALID_HANDLE_VALUE

Demo示例：

 

两个MFC应用，给第一个应用添加三个菜单分别为”创建管道“，”读取数据“，”写入数据“作为服务端。点击”创建管道“服务端会创建一个管道，然后等待连接；点击“读取数据”服务端会读取管道中的数据，然后通过消息提示框显示出来； 点击“写入数据”服务端会向命名管道写入数据。

第二个应用做客户端，为其添加三个菜单分别为“连接管道”、“读取数据”、“写入数据”。点击“连接管道”客户端会去连接命名管道；点击“读取数据”客户端会读取管道中的数据，然后通过消息提示框显示出来；点击“写入数据”客户端会向管道中写入数据。

服务端

创建管道：

服务端调ConnectNamedPipe等待客户端连接，这里我将参数lpOverlapped设定为一个手动重置的事件对象，当成功连接后，系统会将这个事件对象设为已通知状态，我们可以监听这个对象来判断客户端是否成功连接。

hNamedPipe是一个HANDLE类型的类属性，在类的构造函数里初始化，析构函数里销毁。

  

  

void CChildView::OnCreatNamePipe()
{
	//1.创建一个命名管道
	LPCTSTR szPipeName = TEXT("\\\\.\\pipe\\mypipe");
	hNamedPipe = CreateNamedPipe(szPipeName,
		PIPE_ACCESS_DUPLEX | FILE_FLAG_OVERLAPPED,
		PIPE_TYPE_BYTE,
		1, 1024, 1024, 0, NULL
	);
	if (hNamedPipe == INVALID_HANDLE_VALUE) {
		TRACE("Create NamedPipe failed witch %d\n", GetLastError());
		MessageBox(_T("创建命名管道失败"));
		return;
	}
 
	//连接完成后，系统会将OVERLAPPED的hEvent设置为已通知状态事件
	//这里创建一个事件赋值给hEvent，用来监控其改变
	HANDLE hEvent = CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, NULL);
	if (hEvent == NULL) {
		MessageBox(_T("创建事件失败"));
		CloseHandle(hNamedPipe);
		hNamedPipe = NULL;
		return;
	}
	//2.等待客户端的连接
	OVERLAPPED ovlap;
	ZeroMemory(&ovlap, sizeof(OVERLAPPED));//底层调用的memset
	ovlap.hEvent = hEvent;
 
	if (!ConnectNamedPipe(hNamedPipe,&ovlap)) {
		//标准判断操作
		if (ERROR_IO_PENDING != GetLastError()) {
			MessageBox(_T("等待客户端连接失败"));
			CloseHandle(hNamedPipe);
			hNamedPipe = NULL;
			return;
 
		}
	}
	if (WaitForSingleObject(hEvent, INFINITE) == WAIT_FAILED) {
		//
		MessageBox(_T("等待对象失败"));
		CloseHandle(hNamedPipe);
		CloseHandle(hEvent);
		hNamedPipe = NULL;
		hEvent = NULL;
		return;
	}
	//否则就连接成功
}

读数据：

void CChildView::OnSreadNamePipe()
{
	char szBuf[100] = { 0 };
	DWORD dwRead;
	if (!ReadFile(hNamedPipe, szBuf, 100, &dwRead, NULL)) {
		MessageBox(_T("读取数据失败"));
		return;
	}
	MessageBox((CString)szBuf);
}

写数据：

void CChildView::OnSwriteNamePipe()
{
	char szBuf[] = "霸道小明超秀";
	DWORD dwWrite;
	if (!WriteFile(hNamedPipe, szBuf, strlen(szBuf) + 1, &dwWrite, NULL)) {
		MessageBox(_T("写入数据失败"));
		return;
	}
}

客户端 

 连接管道：

hNamedPipe是一个HANDLE类型是类属性，在构造函数里初始化，在析构函数里销毁。

   

  

void CChildView::OnConnectNamePipe()
{ 
	//连接命名管道
	LPCTSTR szNamedPipe = TEXT("\\\\.\\pipe\\mypipe");
	if (0 == WaitNamedPipe(szNamedPipe, NMPWAIT_WAIT_FOREVER)) {
		MessageBox(_T("当前没有可以利用的管道"));
		return;
	}
	hNamedPipe = CreateFile(szNamedPipe,
		GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,
		0,
		NULL,
		OPEN_EXISTING,
		FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
		NULL);
	if (hNamedPipe == INVALID_HANDLE_VALUE) {
		TRACE("Create File failed with %d\n", GetLastError());
		MessageBox(_T("打开命名管道失败！"));
		hNamedPipe = NULL;
		return;
	}
	//连接成功
}

读数据：

void CChildView::OnReadNamePipe()
{
	char szBuf[100] = { 0 };
	DWORD dwRead;
	if (!ReadFile(hNamedPipe, szBuf, 100, &dwRead, NULL)) {
		MessageBox(_T("读取数据失败"));
		return;
	}
	MessageBox((CStringW)szBuf);
}

写数据：

void CChildView::OnWriteNamePipe()
{
	char szBuf[] = "霸道小明超秀";
	DWORD dwWrite;
	if(!WriteFile(hNamedPipe, szBuf, strlen(szBuf) + 1, &dwWrite, NULL)) {
		MessageBox(_T("写入数据失败"));
		return;
	}
}

执行结果：