Читать онлайн «Системное программирование в среде Windows». Страница 89

 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;

}

Именованные каналы (named pipes) предлагают ряд возможностей, которые делают их полезными в качестве универсального механизма реализации приложений на основе IPC, включая приложения, требующие сетевого доступа к файлам, и клиент-серверные системы[31], хотя для реализации простых вариантов IPC, ориентированных на байтовые потоки, как в предыдущем примере, в котором взаимодействие процессов ограничивается рамками одной системы, анонимных каналов вам будет вполне достаточно. К числу упомянутых возможностей (часть которых обеспечивается дополнительно) относятся следующие:

• Именованные каналы ориентированы на обмен сообщениями, поэтому процесс, выполняющий чтение, может считывать сообщения переменной длины именно в том виде, в каком они были посланы процессом, выполняющим запись.

• Именованные каналы являются двунаправленными, что позволяет осуществлять обмен сообщениями между двумя процессами посредством единственного канала.

• Допускается существование нескольких независимых экземпляров канала, имеющих одинаковые имена. Например, с единственной серверной системой могут связываться одновременно несколько клиентов, использующих каналы с одним и тем же именем. Каждый клиент может иметь собственный экземпляр именованного канала, и сервер может использовать этот же канал для отправки ответа клиенту.

• Каждая из систем, подключенных к сети, может обратиться к каналу, используя его имя. Взаимодействие посредством именованного канала осуществляется одинаковым образом для процессов, выполняющихся как на одной и той же, так и на разных машинах.

• Имеется несколько вспомогательных и связных функций, упрощающих обслуживание взаимодействия "запрос/ответ" и клиент-серверных соединений.

Как правило, именованные каналы являются более предпочтительными по сравнению с анонимными, хотя программа 11.1 и рис. 11.1 и иллюстрируют ситуацию, в которой анонимные каналы оказываются исключительно полезными. Во всех случаях, когда требуется, чтобы канал связи был двунаправленным, ориентированным на обмен сообщениями или доступным для нескольких клиентских процессов, следует применять именованные каналы. Попытки реализации последующих примеров с использованием анонимных каналов натолкнулись бы на значительные трудности.

Функция CreateNamedPipe создает первый экземпляр именованного канала и возвращает дескриптор. При вызове этой функции указывается также максимально допустимое количество экземпляров каналов, а следовательно, и количество клиентов, одновременная поддержка которых может быть обеспечена.

Как правило, создающий процесс рассматривается в качестве сервера. Клиентские процессы, которые могут выполняться и на других системах, открывают канал с помощью функции CreateFile.

На рис. 11.2 в иллюстративной форме представлены отношения "клиент/сервер", а также псевдокод, отражающий одну из возможных схем применения именованных каналов. Обратите внимание, что сервер создает множество экземпляров одного и того же канала, каждый из которых обеспечивает поддержку одного клиента. Кроме того, для каждого экземпляра именованного канала сервер создает поток, так что для каждого клиента существует выделенный поток и экземпляр именованного канала. Следовательно, рис. 11.2 показывает, как реализовать модель многопоточного сервера, впервые представленную на рис. 7.1.

Рис. 11.2. Взаимодействие клиентов с сервером через именованные каналы

Серверами именованных каналов могут быть только системы на основе Windows NT (как обычно, здесь имеются в виду версия 4.0 и последующие); системы на базе Windows 9x могут выступать только в роли клиентов.

Прототип функции CreateNamedPipe представлен ниже.

HANDLE CreateNamedPipe(LPCTSTR lpName, DWORD dwOpenMode, DWORD dwPipeMode, DWORD nMaxInstances, DWORD nOutBufferSize, DWORD nInBufferSize, DWORD nDefaultTimeOut, LPSECURITY ATTRIBUTES lpSecurityAttributes) 

lpName — указатель на имя канала, который должен иметь следующую форму:

\\.\pipe\[path]pipename

Точка (.) обозначает локальный компьютер; таким образом, создать канал на удаленном компьютере невозможно. 

dwOpenMode — указывает один из следующих флагов:

• PIPE_ACCESS_DUPLEX — этот флаг эквивалентен комбинации значений GENERIC_READ и GENERIC_WRITE.

• PIPE_ACCESS_INBOUND — данные могут передаваться только в направлении от клиента к серверу; эквивалентно GENERIC_READ.

• PIPE_ACCESS_OUTBOUND — этот флаг эквивалентен GENERIC_WRITE.

При задании режима могут также указываться значения FILE_FLAG_WRITE_THROUGH (не используется с каналами сообщений) и FILE_FLAG_OVERLAPPED (перекрывающиеся операции рассматриваются в главе 14).

dwPipeMode — имеются три пары взаимоисключающих значений этого параметра. Эти значения указывают, ориентирована ли запись на работу с сообщениями или байтами, ориентировано ли чтение на работу с сообщениями или блоками, и блокируются ли операции чтения.

• PIPE_TYPE_BYTE и PIPE_TYPE_MESSAGE — указывают, соответственно, должны ли данные записываться в канал как поток байтов или как сообщения. Для всех экземпляров каналов с одинаковыми именами следует использовать одно и то же значение.

• PIPE_READMODE_BYTE и PIPE_READMODE_MESSAGE — указывают, соответственно, должны ли данные считываться как поток байтов или как сообщения. Значение PIPE_READMODE_MESSAGE требует использования значения PIPE_TYPE_MESSAGE.

• PIPE_WAIT и PIPE_NOWAIT — определяют, соответственно, будет или не будет блокироваться операция ReadFile. Следует использовать значение PIPE_WAIT, поскольку для обеспечения асинхронного ввода/вывода существуют лучшие способы.

nMaxInstances — определяет количество экземпляров каналов, а следовательно, и количество одновременно поддерживаемых клиентов. Как показано на рис. 11.2, при каждом вызове функции CreateNamedPipe для данного канала должно использоваться одно и то же значение. Чтобы предоставить ОС возможность самостоятельно определить значение этого параметра на основании доступных системных ресурсов, следует указать значение PIPE_UNLIMITED_INSTANCES.

nOutBufferSize и nInBufferSize — позволяют указать размеры (в байтах) выходного и входного буферов именованных каналов. Чтобы использовать размеры буферов по умолчанию, укажите значение 0.

nDefaultTimeOut — длительность интервала ожидания по умолчанию (в миллисекундах) для функции WaitNamedPipe, которая обсуждается в следующем разделе. Эта ситуация, в которой функция, создающая объект, устанавливает интервал ожидания для родственной функции, является уникальной.

В случае ошибки возвращается значение INVALID_HANDLE_VALUE, поскольку дескрипторы каналов аналогичны дескрипторам файлов. При попытке создания именованного канала под управлением Windows 9x, которая не может выступать в качестве сервера именованных каналов, возвращаемым значением будет NULL, что может стать причиной недоразумений.

lpSecurityAttributes — имеет тот же смысл, что и в случае любой функции, создающей объект.

При первом вызове функции CreateNamedPipe происходит создание самого именованного канала, а не просто его экземпляра. Закрытие последнего открытого дескриптора экземпляра именованного канала приводит к уничтожению этого экземпляра (обычно существует по одному дескриптору на каждый экземпляр). Уничтожение последнего экземпляра именованного канала приводит к уничтожению самого канала, в результате чего имя канала становится вновь доступным для повторного использования.