Анонимные каналы
Анонимные каналы (anonymous channels) Windows обеспечивают однонаправленное (полудуплексное) посимвольное межпроцессное взаимодействие. Каждый канал имеет два дескриптора: дескриптор чтения (read handle) и дескриптор записи (write handle). Функция, с помощью которой создаются анонимные каналы, имеет следующий прототип:
BOOL CreatePipe(PHANDLE phRead, PHANDLE phWrite, LPSECURITY_ATTRIBUTES lpsa, DWORD cbPipe)
Дескрипторы каналов часто бывают наследуемыми; причины этого станут понятными из приведенного ниже примера. Значение параметра cbPipe, указывающее размер канала в байтах, носит рекомендательный характер, причем значению 0 соответствует размер канала по умолчанию.
Чтобы канал можно было использовать для IPC, должен существовать еще один процесс, и для этого процесса требуется один из дескрипторов канала. Предположим, например, что родительскому процессу, вызвавшему функцию CreatePipe, необходимо вывести данные, которые нужны дочернему процессу. Тогда возникает вопрос о том, как передать дочернему процессу дескриптор чтения (phRead). Родительский процесс осуществляет это, устанавливая дескриптор стандартного ввода в структуре STARTUPINFO для дочерней процедуры равным *phRead.
Чтение с использованием дескриптора чтения канала блокируется, если канал пуст. В противном случае в процессе чтения будет воспринято столько байтов, сколько имеется в канале, вплоть до количества, указанного при вызове функции ReadFile. Операция записи в заполненный канал, которая выполняется с использованием буфера в памяти, также будет блокирована.
Наконец, анонимные каналы обеспечивают только однонаправленное взаимодействие. Для двухстороннего взаимодействия необходимы два канала.
Пример: перенаправление ввода/вывода с использованием анонимного канала
В программе 11.1 представлен родительский процесс, который создает два процесса из командной строки и соединяет их каналом. Родительский процесс устанавливает канал и осуществляет перенаправление стандартного ввода/вывода. Обратите внимание на то, каким образом задается свойство наследования дескрипторов анонимного канала и как организуется перенаправление стандартного ввода/вывода на два дочерних процесса; эти методики описаны в главе 6.
Местоположение оператора WriteFile в блоке Program2 на рис. 11.1 справа предполагает, что программа считывает большой объем данных, обрабатывает их, и лишь после этого записывает результаты. Эту запись можно было бы осуществлять и внутри цикла, выводя результаты после каждого считывания.
Рис. 11.1.Межпроцессное взаимодействие с использованием анонимного канала
Дескрипторы каналов и потоков должны закрываться при первой же возможности. На рис. 11.1 закрытие дескрипторов не отражено, однако это делается в программе 11.1. Родительский процесс должен закрыть дескриптор устройства стандартного вывода сразу же после создания первого дочернего процесса, чтобы второй процесс мог распознать метку конца файла, когда завершится выполнение первого процесса. В случае существования открытого дескриптора первого процесса второй процесс не смог бы завершиться, поскольку система не обозначила бы конец файла.
В программе 11.1 используется непривычный синтаксис: две команды, разделенные символом =, обозначающим канал. Использование для этой цели символа вертикальной черты (|) привело бы к возникновению конфликта с системным командным процессором. Рисунок 11.1 является схематическим представлением выполнения следующей команды:
$ pipe Program1 аргументы = Program2 аргументы
При использовании средств командного процессора UNIX или Windows соответствующая команда имела бы следующий вид:
$ Program1 аргументы | Program2 аргументы
Программа 11.1. pipe: межпроцессное взаимодействие с использованием анонимных каналов
#include "EvryThng.h"
int _tmain(int argc, LPTSTR argv[])
/* Соединение двух команд с помощью канала в командной строке: pipe команда1 = команда2 */
{
DWORD i = 0;
HANDLE hReadPipe, hWritePipe;
TCHAR Command1[MAX_PATH];
SECURITY_ATTRIBUTES PipeSA = /* Для наследуемых дескрипторов. */
{sizeof(SECURITY_ATTRIBUTES), NULL, TRUE};
PROCESS_INFORMATION ProcInfo1, ProcInfo2;
STARTUPINFO StartInfoCh1, StartInfoCh2;
LPTSTR targv = SkipArg(GetCommandLine());
GetStartupInfo(&StartInfoCh1);
GetStartupInfo(&StartInfoCh2);
/* Найти символ "=", разделяющий две команды. */
while (*targv != '=' && *targv != '\0') {
Command1[i] = *targv;
targv++;
i++;
}
Command1[i] = '\0';
/* Пропуск до начала второй команды. */
targv = SkipArg(targv);
CreatePipe(&hReadPipe, &hWritePipe, &PipeSA, 0);
/* Перенаправить стандартный вывод и создать первый процесс. */
StartInfoCh1.hStdInput = GetStdHandle(STD_INPUT_HANDLE);
StartInfoCh1.hStdError = GetStdHandle(STD_ERROR_HANDLE);
StartInfoCh1.hStdOutput = hWritePipe;
StartInfoCh1.dwFlags = STARTF_USESTDHANDLES;
CreateProcess(NULL, (LPTSTR)Command1, NULL, NULL, TRUE /* Унаследовать дескрипторы. */, 0, NULL, NULL, &StartInfoCh1, &ProcInfo1);
CloseHandle(ProcInfo1.hThread);
/* Закрыть дескриптор записи канала, поскольку он больше не нужен, чтобы вторая команда могла обнаружить конец файла. */
CloseHandle(hWritePipe);
/* Повторить операции (симметричным образом) для второго процесса. */
StartInfoCh2.hStdInput = hReadPipe;
StartInfoCh2.hStdOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
StartInfoCh2.hStdError = GetStdHandle(STD_ERROR_HANDLE);
StartInfoCh2.dwFlags = STARTF_USESTDHANDLES;
CreateProcess(NULL, (LPTSTR)targv, NULL, NULL, TRUE, 0, NULL, NULL, &StartInfoCh2, &ProcInfo2);
CloseHandle(ProcInfo2.hThread);
CloseHandle(hReadPipe);
/* Ожидать завершения первого и второго процессов. */
WaitForSingleObject(ProcInfo1.hProcess, INFINITE);
CloseHandle(ProcInfo1.hProcess);
WaitForSingleObject(ProcInfo2.hProcess, INFINITE);
CloseHandle(ProcInfo2.hProcess);
return 0;
}