在VC中使用Windows管道技术编程

szramon 2010-07-15 07:19:32

不知你是否用过这样的程序，他们本身并没有解压缩的功能，而是调用DOS程序PKZIP完成ZIP包的解压缩。但是在程序运行时又没有DOS控制台的窗口出现而且一切本应该在DOS下显示的信息都出现在了那个安装程序的一个文本框里。这种设计既美观又可以防止少数眼疾手快的用户提前关了你的DOS窗口。

　　现在就来讨论一下，如何用匿名管道技术实现这个功能。

　　管道技术由来已久，相信不少人对DOS命令里的管道技术最为熟悉。当我们type一个文件的时候如果想让他分页现实可以输入

　　C:>type autoexec.bat|more

　　这里“|”就是管道操作符。他以type输出的信息为读取端，以more的输入端为写入端建立的管道。

　　Windows中使用较多的管道也是匿名管道，它通过API函数CreatePipe创建。

BOOL CreatePipe(
　PHANDLE hReadPipe, // 指向读端句柄的指针
　PHANDLE hWritePipe, // 指向写端句柄的指针
　LPSECURITY_ATTRIBUTES lpPipeAttributes, // 指向安全属性结构的指针
　DWORD nSize // 管道的容量
);

　　上面几个参数中要注意hReadPipe,hWritePipe是指向句柄的指针，而不是句柄（我第一次用的时候就搞错了）。nSize一般指定为0,以便让系统自己决定管道的容量。现在来看安全属性结构，SECURITY_ATTRIBUTES。

typedef struct _SECURITY_ATTRIBUTES { // sa
　DWORD nLength;
　LPVOID lpSecurityDescriptor;
　BOOL bInheritHandle;
} SECURITY_ATTRIBUTES;

　　nLength 是结构体的大小，自然是用sizeof取得了。lpSecurityDescriptor是安全描述符（一个C-Style的字符串）。 bInheritHandle他指出了安全描述的对象能否被新创建的进程继承。先不要管他们的具体意义，使用的时候自然就知道了。

　　好，现在我们来创建一个管道

HANDLE hReadPipe, hWritePipe;
SECURITY_ATTRIBUTES sa;

sa.nLength = sizeof(SECURITY_ATTRIBUTES);
sa.lpSecurityDescriptor = NULL; file://使用系统默认的安全描述符
sa.bInheritHandle = TRUE; file://一定要为TRUE，不然句柄不能被继承。
CreeatePipe(&hReadPipe,&hWritePipe,&sa,0);

　　我们的管道建好了。当然这不是最终目的，我们的目的是把DOS上的一个程序输出的东西重定向到一个Windows程序的Edit控件。所以我们还需要先启动一个DOS的程序，而且还不能出现DOS控制台的窗口（不然不就露馅了吗）。我们用CreateProcess创建一个DOS程序的进程。

BOOL CreateProcess(
　LPCTSTR lpApplicationName, // C-style字符串:应用程序的名称
　LPTSTR lpCommandLine, // C-style字符串:执行的命令
　LPSECURITY_ATTRIBUTES lpProcessAttributes, // 进程安全属性
　LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, // 线程安全属性
　BOOL bInheritHandles, // 是否继承句柄的标志
　DWORD dwCreationFlags, // 创建标志
　LPVOID lpEnvironment, // C-Style字符串：环境设置
　LPCTSTR lpCurrentDirectory, // C-Style字符串：执行目录
　LPSTARTUPINFO lpStartupInfo, // 启动信息
　LPPROCESS_INFORMATION lpProcessInformation // 进程信息
);

先别走，参数是多了点，不过大部分要不不用自己填要不填个NULL就行了。lpApplication随便一点就行了。lpCommandLine可是你要执行的命令一定要认真写好。来，我们瞧瞧lpProcessAttributes和lpThreadAttributes怎么设置。哎？这不就是刚才那个吗。对阿，不过可比刚才简单。由于我们只是创建一个进程，他是否能在被继承不敢兴趣所以这两个值全为NULL。bInHeritHandles也是一定要设置为TRUE的，因为我们既然要让新的进程能输出信息到调用他的进程里，就必须让新的进程继承调用进程的句柄。我们对创建的新进程也没什么别的苛求，所以dwCreationFlags就为NULL了。lpEnvironment和lpCurrentDirectory根据你自己的要求是指一下就行了，一般也是NULL。接下来的lpStartupInfo可是关键，我们要认真看一下。

typedef struct _STARTUPINFO { // si
　DWORD cb;
　LPTSTR lpReserved;
　LPTSTR lpDesktop;
　LPTSTR lpTitle;
　DWORD dwX;
　DWORD dwY;
　DWORD dwXSize;
　DWORD dwYSize;
　DWORD dwXCountChars;
　DWORD dwYCountChars;
　DWORD dwFillAttribute;
　DWORD dwFlags;
　WORD wShowWindow;
　WORD cbReserved2;
　LPBYTE lpReserved2;
　HANDLE hStdInput;
　HANDLE hStdOutput;
　HANDLE hStdError;
} STARTUPINFO, *LPSTARTUPINFO;

　　这么多参数，一个一个写肯定累死了。没错，MS早就想到会累死人。所以提供救人一命的API函数GetStartupInfo。

VOID GetStartupInfo(
　LPSTARTUPINFO lpStartupInfo
);

　　这个函数用来取得当前进程的StartupInfo,我们新建的进程基本根当前进程的StartupInfo差不多，就借用一下啦。然后再小小修改一下即可。

　　我们要改的地方有这么几个：cb,dwFlags，hStdOutput，hStdError，wShowWindow。先说cb，他指的是 STARTUPINFO的大小，还是老手法sizeof。再说wShowWindow,他制定了新进程创建时窗口的现实状态，这个属性当然给为 SW_HIDE了，我们不是要隐藏新建的DOS进程吗。哈哈，看到hStdOutput和hStdError，标准输出和错误输出的句柄。关键的地方来了，只要我们把这两个句柄设置为hWrite,我们的进程一旦有标准输出，就会被写入我们刚刚建立的匿名管道里，我们再用管道的hReadPipe句柄把内容读出来写入Edit控件不就达到我们的目的了吗。呵呵，说起来也真是听容易的阿。这几个关键参数完成了以后，千万别忘了dwFlags。他是用来制定 STARTUPINFO里这一堆参数那个有效的。既然我们用了hStdOutput,hStdError和wShowWindow那dwFlags就给为 STARTF_USESHOWWINDOW | STARTF_USESTDHANDLES。

　　现在回到CreateProcess的最后一个参数lpProcessInformation（累！）。呵呵，这个参数不用自己填了，他是CreateProcess返回的信息，只要给他一个PROCESS_INFORMATION结构事例的地址就行了。

大功高成了，我们管道一端连在了新进程的标准输出端了，一端可以自己用API函数ReadFile读取了。等等，不对，我们的管道还有问题。我们把 hWrite给了hStdOutput和hStdError,那么在新的进程启动时就会在新进程中打开一个管道写入端，而我们在当前进程中使用了 CreatePipe创建了一个管道，那么在当前进程中也有这个管道的写入端hWrite。好了，这里出现了一个有两个写入端和一个读出端的畸形管道。这样的管道肯定是有问题的。由于当前进程并不使用写端，因此我们必须关闭当前进程的写端。这样，我们的管道才算真正的建立成功了。来看看VC++写的源程序：

/*
* 通过管道技术，将dir /?的帮助信息输入到MFC应用程序的一个CEdit控件中。
* VC++6.0 + WinXP 通过
*
* detrox, 2003
*/

void CPipeDlg::OnButton1()
{
　SECURITY_ATTRIBUTES sa;
　HANDLE hRead,hWrite;

　sa.nLength = sizeof(SECURITY_ATTRIBUTES);
　sa.lpSecurityDescriptor = NULL;
　sa.bInheritHandle = TRUE;
　if (!CreatePipe(&hRead,&hWrite,&sa,0)) {
　　MessageBox("Error On CreatePipe()");
　　return;
　}
　STARTUPINFO si;
　PROCESS_INFORMATION pi;
　si.cb = sizeof(STARTUPINFO);
　GetStartupInfo(&si);
　si.hStdError = hWrite;
　si.hStdOutput = hWrite;
　si.wShowWindow = SW_HIDE;
　si.dwFlags = STARTF_USESHOWWINDOW | STARTF_USESTDHANDLES;
　if (!CreateProcess(NULL,"c:\windows\system32\cmd.exe/c dir /?"
,NULL,NULL,TRUE,NULL,NULL,NULL,&si,&pi)) {
　　MessageBox("Error on CreateProcess()");
　　return;
　}
　CloseHandle(hWrite);

　char buffer[4096] = {0};
　DWORD bytesRead;
　while (true) {
　　if (ReadFile(hRead,buffer,4095,&bytesRead,NULL) == NULL)
　　　break;
　　m_Edit1 += buffer;
　　UpdateData(false);
　　Sleep(200);
　}
}
----------------MFC应用程序使用控制台的方法---------------------
CreateFile函数除了可以新建和打开文件外，还可以建立Win32环境下的控制台缓冲。此时CreateFile函数的返回值是控制台缓冲的句柄。view plaincopy to clipboardprint?
HANDLE console_write=CreateFile("CONOUT$",//系统控制台缓冲文件
GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,//要读/写控制台缓冲文件，必须以读/写方式打开
FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE,//如果多个线程要共享这个输出控制台，就要设置共享标志
NULL,//文件安全属性，这里为NULL
OPEN_EXISTING,//无论是输出控制台还是输入控制台，都要使用OPEN_EXISTING标志
NULL,//被忽略的参数
NULL);//被忽略的参数
HANDLE console_write=CreateFile("CONOUT$",//系统控制台缓冲文件
GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,//要读/写控制台缓冲文件，必须以读/写方式打开
FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE,//如果多个线程要共享这个输出控制台，就要设置共享标志
NULL,//文件安全属性，这里为NULL
OPEN_EXISTING,//无论是输出控制台还是输入控制台，都要使用OPEN_EXISTING标志
NULL,//被忽略的参数
NULL);//被忽略的参数

至此得到了一个可用的输出控制台，可以用类似的方法得到一个输入控制台：

view plaincopy to clipboardprint?
HANDLE console_read=CreateFile("CONIN$",//注意输入控制台的缓冲文件变成了"CONIN$"
GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,//以下同输出控制台
FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE,
NULL,
OPEN_EXISTING,
NULL,
NULL);
HANDLE console_read=CreateFile("CONIN$",//注意输入控制台的缓冲文件变成了"CONIN$"
GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,//以下同输出控制台
FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE,
NULL,
OPEN_EXISTING,
NULL,
NULL);

如果已经在程序的其他地方打开过控制台，可以用GetStdHandle()函数快速获得控制台句柄。GetStdHandle函数的唯一参数是一个DWORD标志，可能的取值有

STD_OUTPUT_HANDLE//获取输出控制台句柄
STD_INPUT_HANDLE//获取输入控制台句柄
STD_ERROR_HANDLE//获取错误输出控制台句柄

至此，就可以使用类似于读写磁盘文件的方法是用输入/输出控制台了。可以使用Write/ReadFile函数，更好的做法是使用Write/ReadConsole函数。微软给定解释是“Write/ReadFile”函数不支持Unicode。

view plaincopy to clipboardprint?
char * buffer={"Hello Console World!\n"};
WriteConsole(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE),//获得输出控制台句柄
buffer,//要输出内容的缓存
strlen(buffer),//缓存长度
NULL,NULL
);
char * buffer={"Hello Console World!\n"};
WriteConsole(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE),//获得输出控制台句柄
buffer,//要输出内容的缓存
strlen(buffer),//缓存长度
NULL,NULL
);

MFC里还是不能使用cout和printf函数的，也就是说输出数据的格式化不那么方便。解决办法只能是使用CString的Format函数然后再GetBuffer。同样，输入的时候只能从输入缓冲里接收字符串，需要自己分离里面的数据。

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