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
| 模式 | 意义 |
|---|---|
|
PIPE_ACCESS_DUPLEX 0x00000003 |
管道是双向的;服务器和客户端进程都可以读取和写入管道。 |
|
PIPE_ACCESS_INBOUND 0x00000001 |
管道中的数据流仅从客户端传输到服务器。 |
|
PIPE_ACCESS_OUTBOUND 0x00000002 |
管道中的数据流仅从服务器传输到客户端。 |
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
| 模式 | 意义 |
|---|---|
|
FILE_FLAG_FIRST_PIPE_INSTANCE 0x00080000 |
如果尝试使用此标志创建管道的多个实例，则第一个实例的创建成功，但下一个实例的创建失败，并ERROR_ACCESS_DENIED。 |
|
FILE_FLAG_WRITE_THROUGH 0x80000000 |
直写模式已启用。 |
|
FILE_FLAG_OVERLAPPED 0x40000000 |
重叠模式已启用。 |
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。
| 模式 | 意义 |
|---|---|
|
WRITE_DAC 0x00040000L |
调用方将具有对命名管道的自由访问控制列表 （ACL） 的写入访问权限。 |
|
WRITE_OWNER 0x00080000L |
调用方将具有对命名管道所有者的写入访问权限。 |
|
ACCESS_SYSTEM_SECURITY 0x01000000L |
调用方将具有对命名管道的 SACL 的写入访问权限。有关详细信息，请参阅访问控制列表 （ACL） 和SACL 访问权限。 |
- 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
| 模式 | 意义 |
|---|---|
|
PIPE_TYPE_BYTE 0x00000000 |
数据以字节流的形式写入管道。 |
|
PIPE_TYPE_MESSAGE 0x00000004 |
数据作为消息流写入管道。 |
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。
| 模式 | 意义 |
|---|---|
|
PIPE_READMODE_BYTE 0x00000000 |
数据以字节流的形式从管道读取。此模式可用于PIPE_TYPE_MESSAGE或PIPE_TYPE_BYTE。 |
|
PIPE_READMODE_MESSAGE 0x00000002 |
数据作为消息流从管道读取。仅当还指定了PIPE_TYPE_MESSAGE时，才能使用此模式。 |
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。
|
PIPE_WAIT 0x00000000 |
阻止模式已启用。 |
|
PIPE_NOWAIT 0x00000001 |
非阻塞模式已启用。在此模式下，ReadFile，WriteFile和ConnectNamedPipe始终立即返回。 |
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。
| 模式 | 意义 |
|---|---|
|
PIPE_ACCEPT_REMOTE_CLIENTS 0x00000000 |
可以接受来自远程客户端的连接，并根据管道的安全描述符进行检查。 |
|
PIPE_REJECT_REMOTE_CLIENTS 0x00000008 |
来自远程客户端的连接将自动被拒绝。 |
- 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。
| 取值 | 意义 |
|---|---|
|
NMPWAIT_USE_DEFAULT_WAIT 0x00000000 |
超时间隔是服务器进程在CreateNamedPipe函数中指定的默认值。 |
|
NMPWAIT_WAIT_FOREVER 0xffffffff |
在命名管道的实例可用之前，该函数不会返回。 |
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
| 价值 | 意义 |
|---|---|
|
0 |
防止其他进程在请求删除、读取或写入访问权限时打开文件或设备。 |
|
FILE_SHARE_DELETE |
对文件或设备启用后续打开操作以请求删除访问权限。 |
|
FILE_SHARE_READ |
启用对文件或设备的后续打开操作以请求读取访问权限。 |
|
FILE_SHARE_WRITE |
允许对文件或设备执行后续打开操作以请求写入访问权限。 |
- 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
| 取值 | 意义 |
|---|---|
|
CREATE_ALWAYS |
始终创建新文件。 |
|
CREATE_NEW |
仅当文件尚不存在时才创建新文件。 |
|
OPEN_ALWAYS |
始终打开文件。 |
|
OPEN_EXISTING |
仅打开文件或设备（如果存在）。 |
|
TRUNCATE_EXISTING |
打开文件并将其截断，使其大小为零字节（仅当它存在时）。 |
- 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memsetovlap.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：
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