windows命名管道

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了windows命名管道相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

  命名管道是通过网络来完成进程间的通信,它屏蔽了底层的网络协议细节。

  将命名管道作为一种网络编程方案时,它实际上建立了一个C/S通信体系,并在其中可靠的传输数据。命名管道服务器和客户机的区别在于:服务器是唯一一个有权创建命名管道的进程,也只有它能接受管道客户机的连接请求。而客户机只能同一个现成的命名管道服务器建立连接。命名管道提供了两种基本通信模式,字节模式和消息模式。在字节模式中,数据以一个连续的字节流的形式在客户机和服务器之间流动。而在消息模式中,客户机和服务器则通过一系列不连续的数据单位进行数据的收发,每次在管道上发出一条消息后,它必须作为一条完整的消息读入。

 

0x01 Server端

 

  代码流程:

  1、创建命名管道:CreateNamedPipe

  2、等待客户端连接:ConnectNamedPipe

  3、读取客户端请求数据:ReadFile

  4、向客户端回复数据:WriteFile

  5、关闭连接:DisconnectNamedPipe

  6、关闭管道:CloseHandle

 

       使用函数:

  CreateNamedPipe创建一个命名的管道

HANDLE CreateNamedPipe(  
  LPCTSTR lpName,                             // 管道名称,形式必须为\\.\pipe\pipeName  
  DWORD dwOpenMode,                           // 打开管道的模式  
  DWORD dwPipeMode,                           // 管道的模式,传输数据的形式  
  DWORD nMaxInstances,                        // 最大连接客户端的个数  
  DWORD nOutBufferSize,                       // 输出缓冲区的大小  
  DWORD nInBufferSize,                        // 输入缓冲区的大小  
  DWORD nDefaultTimeOut,                      // 默认的超时时间  
  LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes  // 安全属性,一般为NULL  
);  

  ConnectNamedPipe等待一个客户端的连接

BOOL ConnectNamedPipe(    
  HANDLE hNamedPipe,          // 命名管道对象  
  LPOVERLAPPED lpOverlapped   // OVERLAPPED结构  
);  

  通信的操作跟我们的文件操作是一样的,通过ReadFile和WriteFile来进行读和写。

 

  通信完之后,调用DisconnectNamedPipe来进行断开连接

BOOL DisconnectNamedPipe(    
  HANDLE hNamedPipe   // 命名管道对象  
);  

  

  Server端源码:

技术分享
  1 // NamedPipeServer.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
  2 //
  3 #include "stdafx.h"  
  4 #include <windows.h>  
  5 #include <strsafe.h>  
  6 
  7 #define BUFSIZE 4096  
  8 
  9 DWORD WINAPI InstanceThread(LPVOID);
 10 VOID GetAnswerToRequest(LPTSTR, LPTSTR, LPDWORD);
 11 
 12 int _tmain(VOID)
 13 {
 14     BOOL fConnected;
 15     DWORD dwThreadId;
 16     HANDLE hPipe, hThread;
 17     LPTSTR lpszPipename = TEXT("\\\\.\\pipe\\LiudadaNemaedPipe");
 18 
 19     // The main loop creates an instance of the named pipe and   
 20     // then waits for a client to connect to it. When the client   
 21     // connects, a thread is created to handle communications   
 22     // with that client, and the loop is repeated.   
 23 
 24     for (;;)
 25     {
 26         hPipe = CreateNamedPipe(
 27             lpszPipename,             // pipe name            指向管道名称的指针
 28             PIPE_ACCESS_DUPLEX,       // read/write access    管道打开模式
 29             PIPE_TYPE_MESSAGE |       // message type pipe    管道模式
 30             PIPE_READMODE_MESSAGE |   // message-read mode   
 31             PIPE_WAIT,                // blocking mode   
 32             PIPE_UNLIMITED_INSTANCES, // max. instances       最大实例数 
 33             BUFSIZE,                  // output buffer size   输出缓存大小
 34             BUFSIZE,                  // input buffer size    输入缓存大小
 35             0,                        // client time-out      超时设置
 36             NULL);                    // default security attribute   
 37 
 38         if (hPipe == INVALID_HANDLE_VALUE)
 39         {
 40             printf("CreatePipe failed");
 41             return 0;
 42         }
 43 
 44         // Wait for the client to connect; if it succeeds,   
 45         // the function returns a nonzero value. If the function  
 46         // returns zero, GetLastError returns ERROR_PIPE_CONNECTED.   
 47 
 48         fConnected = ConnectNamedPipe(hPipe, NULL) ? TRUE : (GetLastError() == ERROR_PIPE_CONNECTED);
 49 
 50         if (fConnected)
 51         {
 52             // Create a thread for this client.   
 53             hThread = CreateThread(
 54                 NULL,              // no security attribute   
 55                 0,                 // default stack size   
 56                 InstanceThread,    // thread proc  
 57                 (LPVOID)hPipe,    // thread parameter   
 58                 0,                 // not suspended   
 59                 &dwThreadId);      // returns thread ID   
 60 
 61             if (hThread == NULL)
 62             {
 63                 printf("CreateThread failed");
 64                 return 0;
 65             }
 66             else CloseHandle(hThread);
 67         }
 68         else
 69         {
 70             // The client could not connect, so close the pipe.   
 71             CloseHandle(hPipe);
 72         }
 73     }
 74     return 1;
 75 }
 76 
 77 DWORD WINAPI InstanceThread(LPVOID lpvParam)
 78 {
 79     TCHAR chRequest[BUFSIZE];
 80     TCHAR chReply[BUFSIZE];
 81     DWORD cbBytesRead, cbReplyBytes, cbWritten;
 82     BOOL fSuccess;
 83     HANDLE hPipe;
 84 
 85     // The thread‘s parameter is a handle to a pipe instance.   
 86 
 87     hPipe = (HANDLE)lpvParam;
 88 
 89     while (1)
 90     {
 91         // Read client requests from the pipe.   
 92         fSuccess = ReadFile(
 93             hPipe,        // handle to pipe   
 94             chRequest,    // buffer to receive data   
 95             BUFSIZE * sizeof(TCHAR), // size of buffer   
 96             &cbBytesRead, // number of bytes read   
 97             NULL);        // not overlapped I/O   
 98 
 99         if (!fSuccess || cbBytesRead == 0)
100             break;
101         printf((const char*)chRequest);
102 
103         GetAnswerToRequest(chRequest, chReply, &cbReplyBytes);
104 
105         // Write the reply to the pipe.   
106         fSuccess = WriteFile(
107             hPipe,        // handle to pipe   
108             chReply,      // buffer to write from   
109             cbReplyBytes, // number of bytes to write   
110             &cbWritten,   // number of bytes written   
111             NULL);        // not overlapped I/O   
112 
113         if (!fSuccess || cbReplyBytes != cbWritten) break;
114     }
115 
116     // Flush the pipe to allow the client to read the pipe‘s contents   
117     // before disconnecting. Then disconnect the pipe, and close the   
118     // handle to this pipe instance.   
119 
120     FlushFileBuffers(hPipe);
121     DisconnectNamedPipe(hPipe);
122     CloseHandle(hPipe);
123 
124     return 1;
125 }
126 
127 VOID GetAnswerToRequest(LPTSTR chRequest,
128     LPTSTR chReply, LPDWORD pchBytes)
129 {
130     _tprintf(TEXT("%s\n"), chRequest);
131     StringCchCopy(chReply, BUFSIZE, TEXT("Message from server"));
132     *pchBytes = (lstrlen(chReply) + 1) * sizeof(TCHAR);
133 }
NamedPipeServer

 

  

 

0x01 Client端

 

  代码流程:

  1、打开命名管道:CreateFile

  2、等待服务端响应:WaitNamedPipe

  3、切换管道为读模式:SetNamedPipeHandleState

  4、向服务端发数据:WriteFile

  5、读服务端返回的数据:ReadFile

  6、关闭管道:CloseHandle

 

  WaitNamedPipe来检查一下,命名管道是否存在:

BOOL WaitNamedPipe(    
  LPCTSTR lpNamedPipeName,  // 管道名称,形式必须为<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">\\.\pipe\pipeName</span>  
  DWORD nTimeOut            // 超时时间,给NULL为默认的超时时间  
);  

  SetNamedPipeHandleState 设置管道的一些参数,传输模式

BOOL WINAPI SetNamedPipeHandleState(
  _In_      HANDLE hNamedPipe,//命名管道句柄
  _In_opt_  LPDWORD lpMode,//传输模式,字节流或者信息流
  _In_opt_  LPDWORD lpMaxCollectionCount,//最大字节数
  _In_opt_  LPDWORD lpCollectDataTimeout//超时
);

  

Client端源码:

技术分享
  1 // NamedPipeClient.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
  2 //
  3 
  4 #include "stdafx.h"  
  5 #include <windows.h>  
  6 #include <conio.h>  
  7 #define BUFSIZE 512  
  8 
  9 int main(int argc, TCHAR *argv[])
 10 {
 11     HANDLE hPipe;
 12     LPTSTR lpvMessage = TEXT("Message from client");
 13     TCHAR chBuf[BUFSIZE];
 14     BOOL fSuccess;
 15     DWORD cbRead, cbWritten, dwMode;
 16     LPTSTR lpszPipename = TEXT("\\\\.\\pipe\\LiudadaNemaedPipe");
 17 
 18     if (argc > 1)
 19         lpvMessage = argv[1];
 20 
 21     // Try to open a named pipe; wait for it, if necessary.   
 22 
 23     while (1)
 24     {
 25         hPipe = CreateFile(
 26             lpszPipename,   // pipe name   
 27             GENERIC_READ |  // read and write access   
 28             GENERIC_WRITE,
 29             0,              // no sharing   
 30             NULL,           // default security attributes  
 31             OPEN_EXISTING,  // opens existing pipe   
 32             0,              // default attributes   
 33             NULL);          // no template file   
 34 
 35                             // Break if the pipe handle is valid.   
 36 
 37         if (hPipe != INVALID_HANDLE_VALUE)
 38             break;
 39 
 40         // Exit if an error other than ERROR_PIPE_BUSY occurs.   
 41 
 42         if (GetLastError() != ERROR_PIPE_BUSY)
 43         {
 44             printf("Could not open pipe");
 45             return 0;
 46         }
 47 
 48         // All pipe instances are busy, so wait for 20 seconds.   
 49 
 50         if (!WaitNamedPipe(lpszPipename, 20000))
 51         {
 52             printf("Could not open pipe");
 53             return 0;
 54         }
 55     }
 56 
 57     // The pipe connected; change to message-read mode.   
 58 
 59     dwMode = PIPE_READMODE_MESSAGE;
 60     fSuccess = SetNamedPipeHandleState(
 61         hPipe,    // pipe handle   
 62         &dwMode,  // new pipe mode   
 63         NULL,     // don‘t set maximum bytes   
 64         NULL);    // don‘t set maximum time   
 65     if (!fSuccess)
 66     {
 67         printf("SetNamedPipeHandleState failed");
 68         return 0;
 69     }  
 70 
 71        // Send a message to the pipe server.   
 72 
 73     fSuccess = WriteFile(
 74         hPipe,                  // pipe handle   
 75         lpvMessage,             // message   
 76         (lstrlen(lpvMessage) + 1) * sizeof(TCHAR), // message length   
 77         &cbWritten,             // bytes written   
 78         NULL);                  // not overlapped   
 79     if (!fSuccess)
 80     {
 81         printf("WriteFile failed");
 82         return 0;
 83     }
 84 
 85     do
 86     {
 87         // Read from the pipe.   
 88                  
 89         fSuccess = ReadFile(
 90             hPipe,    // pipe handle   
 91             chBuf,    // buffer to receive reply   
 92             BUFSIZE * sizeof(TCHAR),  // size of buffer   
 93             &cbRead,  // number of bytes read   
 94             NULL);    // not overlapped   
 95 
 96         if (!fSuccess && GetLastError() != ERROR_MORE_DATA)
 97             break;
 98 
 99         _tprintf(TEXT("%s\n"), chBuf);
100         //printf("%S\n", chBuf);
101     } while (!fSuccess);  // repeat loop if ERROR_MORE_DATA   
102 
103     getch();
104 
105     CloseHandle(hPipe);
106 
107     return 0;
108 }
NamedPipeClient

 

以上是关于windows命名管道的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

Windows中的命名管道

Linux 中的 Windows 命名管道替代方案

为啥 os.path.exists() 会阻止 Windows 命名管道连接?

未收到 C++ Windows 异步 IO 命名管道第一条消息

无法在 Windows 7 中的命名管道内创建进程

通过重叠 IO 的异步命名 Windows 管道通信