Java中命名管道的并发读/写（在Windows上）

Posted 2023-02-16

【中文标题】Java中命名管道的并发读/写（在Windows上）

【英文标题】：Concurrent read/write of named pipe in Java (on windows)

【发布时间】：2011-02-11 23:12:25

【问题描述】：

我正在尝试使用命名管道和 v01ver 在这个问题中描述的方法在 Windows 上提供 C# 应用程序和 Java 应用程序之间的通信：How to open a Windows named pipe from Java?

我在 Java 端遇到了一个问题，因为我有一个读取器线程一直在等待管道上的输入，当我尝试从我的主线程写入管道时，它会永远卡住。

final RandomAccessFile pipe;
try 
   pipe = new RandomAccessFile("\\\\.\\pipe\\mypipe", "rw");

catch (FileNotFoundException ex) 
   ex.printStackTrace();
   return;


Thread readerThread = new Thread(new Runnable() 
   @Override
   public void run() 
      String line = null;
      try 
         while (null != (line = pipe.readLine())) 
            System.out.println(line);
         
      
      catch (IOException ex) 
         ex.printStackTrace();
      
   
);
readerThread.start();

try  Thread.sleep(500);  catch (InterruptedException e) 

try 
   System.out.println("Writing a message...");
   pipe.write("Hello there.\n".getBytes());
   System.out.println("Finished.");

catch (IOException ex) 
   ex.printStackTrace();

输出是：

正在写消息...

然后它永远等待。

如何在等待另一个线程中的输入时写入命名管道？

【问题讨论】：

...你不能关掉也不能关掉阅读？仅当文件不在末尾时才读取，否则在 poll 阻塞队列以等待写入；并最终使用单个线程。如果您有兴趣，我可以显示一个sn-p；但是我没有像这样的带有命名管道的 xp，一个简单的套接字是 10 倍易于管理

使用 JVisualVM 查看您的线程是在 O/S 级别还是在 Java 同步获取时阻塞可能会有所帮助。

与使用命名管道相比，您可能会发现使用套接字更具可扩展性（无论如何，命名管道在 Windows 中都是使用套接字实现的）您将找到更多有关如何使用它们的示例（因为它们使用得更频繁) 这应该对你有帮助。

@Peter Lawrey：Windows 中的命名管道不是使用套接字实现的。当客户端和服务器在同一台机器上时，它们使用共享内存进行 IPC，速度非常快。

@Peter，Java 管道（nio 管道）是通过 Windows 上的套接字和 Linux 上的操作系统管道实现的。 Windows 原生命名管道不是套接字及其 impl。不依赖于winsock。只是 java 不使用它们，因为不可能为套接字和 windows 管道注册相同的选择器。

【参考方案1】：

这是管道的预期行为。它应该挂起，直到其他进程连接到管道并读取它。

【参考方案2】：

我有同样的问题——C#/Python 应用程序和 Windows 上使用命名管道的 Java 应用程序之间的通信：

我们有用 Java 编写的客户端代码示例，但在 String echoResponse = pipe.readLine(); 行中，tread 永远等待。

try 
    // Connect to the pipe
    RandomAccessFile pipe = new RandomAccessFile("\\\\.\\pipe\\testpipe", "rw");
    String echoText = "Hello word\n";
    // write to pipe
    pipe.write ( echoText.getBytes() );
    // read response
    String echoResponse = pipe.readLine();
    System.out.println("Response: " + echoResponse );
    pipe.close();

     catch (Exception e) 
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
    

问题解决方案： 我从这里Example Code - Named Pipes 有一个用 Python 编写的 ServerPipe 代码： 并在 Python 2.6.6 上运行它

from ctypes import *

PIPE_ACCESS_DUPLEX = 0x3
PIPE_TYPE_MESSAGE = 0x4
PIPE_READMODE_MESSAGE = 0x2
PIPE_WAIT = 0
PIPE_UNLIMITED_INSTANCES = 255
BUFSIZE = 4096
NMPWAIT_USE_DEFAULT_WAIT = 0
INVALID_HANDLE_VALUE = -1
ERROR_PIPE_CONNECTED = 535

MESSAGE = "Default answer from server\0"
szPipename = "\\\\.\\pipe\\mynamedpipe"


def ReadWrite_ClientPipe_Thread(hPipe):
    chBuf = create_string_buffer(BUFSIZE)
    cbRead = c_ulong(0)
    while 1:
        fSuccess = windll.kernel32.ReadFile(hPipe, chBuf, BUFSIZE,
byref(cbRead), None)
        if ((fSuccess ==1) or (cbRead.value != 0)):
            print chBuf.value
            cbWritten = c_ulong(0)
            fSuccess = windll.kernel32.WriteFile(hPipe,
                                                 c_char_p(MESSAGE),
                                                 len(MESSAGE),
                                                 byref(cbWritten),
                                                 None
                                                )
        else:
            break
        if ( (not fSuccess) or (len(MESSAGE) != cbWritten.value)):
            print "Could not reply to the client's request from the
pipe"
            break
        else:
            print "Number of bytes written:", cbWritten.value

    windll.kernel32.FlushFileBuffers(hPipe)
    windll.kernel32.DisconnectNamedPipe(hPipe)
    windll.kernel32.CloseHandle(hPipe)
    return 0

def main():
    THREADFUNC = CFUNCTYPE(c_int, c_int)
    thread_func = THREADFUNC(ReadWrite_ClientPipe_Thread)
    while 1:
        hPipe = windll.kernel32.CreateNamedPipeA(szPipename,
                                                 PIPE_ACCESS_DUPLEX,
                                                 PIPE_TYPE_MESSAGE |
                                                 PIPE_READMODE_MESSAGE
|
                                                 PIPE_WAIT,

PIPE_UNLIMITED_INSTANCES,
                                                 BUFSIZE, BUFSIZE,

NMPWAIT_USE_DEFAULT_WAIT,
                                                 None
                                                )
        if (hPipe == INVALID_HANDLE_VALUE):
            print "Error in creating Named Pipe"
            return 0

        fConnected = windll.kernel32.ConnectNamedPipe(hPipe, None)
        if ((fConnected == 0) and (windll.kernel32.GetLastError() ==
ERROR_PIPE_CONNECTED)):
            fConnected = 1
        if (fConnected == 1):
            dwThreadId = c_ulong(0)
            hThread = windll.kernel32.CreateThread(None, 0,
thread_func, hPipe, 0, byref(dwThreadId))
            if (hThread == -1):
                print "Create Thread failed"
                return 0
            else:
                windll.kernel32.CloseHandle(hThread)
        else:
            print "Could not connect to the Named Pipe"
            windll.kernel32.CloseHandle(hPipe)
    return 0


if __name__ == "__main__":
    main()

服务器启动后，您可以使用稍作修改的Java客户端代码：

try 
    // Connect to the pipe
    RandomAccessFile pipe = new RandomAccessFile("\\\\.\\pipe\\mynamedpipe", "rw");
    String echoText = "Hello world\n";
    // write to pipe
    pipe.write(echoText.getBytes());

    //String aChar;
    StringBuffer fullString = new StringBuffer();

    while(true)
        int charCode = pipe.read();
        if(charCode == 0) break;
        //aChar = new Character((char)charCode).toString();
        fullString.append((char)charCode);
    

    System.out.println("Response: " + fullString);
    pipe.close();

catch (Exception e) 
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();

它在 NetBeans 6.9.1 中运行良好。

【讨论】：

好吧，如果你的服务器写了一个空字节终止的消息，那么 readLine() 函数没有返回也就不足为奇了。它正在等待来自您的服务器的“\n\r”。我也不会在生产代码中使用 read() 方法。使用 byte[] barr = new byte[1024];计数 = pipe.read(barr);查看方法，并确保不要期望服务器一次返回整个消息。

这不是答案。它应该作为一个单独的问题发布。

【参考方案3】：

我想RandomAccessFile 在这里不是正确的 API。在 Java 端尝试 FileInputStream + FileOutputStream。但这只是一个猜测，因为我上次使用 Windows API 是在命名管道还不存在的时候。

【讨论】：

是的，RandomAccessFile 对管道的抽象是完全错误的。

ŭlo，您无法使用 2 个单独的读写描述符打开文件。如果您需要同时读取和写入，RadndomAccessFile 是您的最佳选择。

【参考方案4】：

别担心，使用RandomAccessFile 访问命名管道 是正确的。命名管道是一个文件系统对象。在 Linux/Unix 下，它也被称为“fifo”。这些对象就像文件一样可读。 （与 Java Pipe 类抽象的进程之间使用的管道不同）。

但是，我发现您的程序存在两个问题。我目前无法对其进行测试，因为我需要您的测试服务器（请随意发布）。您的阅读器线程等待来自另一端（即服务器）的答案。它使用 readLine()，我会使用不同的方法（用于调试逐个字符读取字符可能是最好的）。

使用 Java（没有 JNI），您实际上无法创建命名管道（服务器端）。使用 RandomAccessFile 使用的通用方法打开命名管道，您将获得可以是单向或双工的字节类型流。

顺便说一句：JTDS（SQL Server 的免费 JDBC 驱动程序）可以选择使用命名管道访问 SQL Server，甚至通过网络。它使用的正是RandomAccessFile 方法。

BTW2：在较旧的 MS SQL Server 安装介质上有一个 makepipe.exe 测试服务器，但是我没有找到获取该文件的可信来源。

【讨论】：

我真的不明白如何使用管道进行随机访问，你能添加一些示例代码吗？

您不能进行随机访问（当然只能跳过），但该类仍然是从命名管道读取和写入的类。

【参考方案5】：

我不熟悉 JAVA，我的 C# 也很初级。但是，我通过打开重叠 IO 的管道修复了多线程 C++ 客户端的类似问题。在我这样做之前，Windows 会序列化读取和写入，从而有效地导致不满足（阻塞）的 ReadFile 阻止后续 WriteFile 完成，直到读取完成。

见CreateFile function FILE_FLAG_OVERLAPPED

【讨论】：

Java 没有任何简单的方法可以将特定标志传递给 CreateFile（除非您执行一堆 JNI）。