使用命名管道 WinAPI 进行异步 I/O

Question

好的，我问了一些关于尝试完成我想做的事情的不同方面的问题。这次我在从命名管道读取数据时遇到了大问题。我想如果我能正确设置的话，我已经收集了足够的信息来完成我正在从事的项目。我将在下面包含所有相关代码，但我的任务是：从我没有编写的程序中读取输出（连续）并将其发布到 WinAPI。所以我的问题是，我刚刚从匿名管道切换到命名管道，并且在尝试正确设置它们以便检索信息时遇到问题。我有一个基于 MSDN 示例的框架设置。

#define WAIT_TIME 2 // 2s
#define INSTANCES 4 // Number of threads
#define CONNECT_STATE 0
#define READ_STATE 1
#define WRITE_STATE 2
#define WORLDRD 0
#define WORLDWR 1
#define WORLDINRD 2
#define WORLDINWR 3
#define BUFSIZE 0x1000 // Buffer size 4096 (in bytes)
#define PIPE_TIMEOUT 0x1388 // Timeout 5000 (in ms)

void Arc_Redirect::createProcesses()
{
TCHAR programName[]=TEXT("EXEC_PROGRAM.exe");
PROCESS_INFORMATION pi; 
STARTUPINFO si;
BOOL bSuccess = FALSE; 

ZeroMemory(hEvents,(sizeof(hEvents)*INSTANCES));
ZeroMemory(outStd,(sizeof(PIPE_HANDLES)*INSTANCES));

// Prep pipes
for(int i=0;i<INSTANCES;i++)
{
    hEvents[i] = ::CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, NULL);

    if(hEvents[i] == NULL)
        throw "Could not init program!";

    outStd[i].o1.hEvent = hEvents[i];

    outStd[i].hPipeInst = ::CreateNamedPipe(
        TEXT("\\\\.\\pipe\\arcworld"), PIPE_ACCESS_DUPLEX | FILE_FLAG_OVERLAPPED, PIPE_TYPE_BYTE | PIPE_READMODE_BYTE | PIPE_WAIT,
        PIPE_UNLIMITED_INSTANCES, BUFSIZE*sizeof(TCHAR), BUFSIZE*sizeof(TCHAR), PIPE_TIMEOUT, NULL);

    if(outStd[i].hPipeInst == INVALID_HANDLE_VALUE)
        throw "Could not init program!";

    outStd[i].pendingIO = getState(outStd[i].hPipeInst,&outStd[i].o1);

    outStd[i].dwState = outStd[i].pendingIO ?
        CONNECT_STATE : READ_STATE;
}

// Set stuff up
ZeroMemory( &pi, sizeof(PROCESS_INFORMATION));
ZeroMemory( &si, sizeof(STARTUPINFO));
si.cb = sizeof(STARTUPINFO); 
si.hStdError = outStd[WORLDRD].hPipeInst;
si.hStdOutput = outStd[WORLDRD].hPipeInst;
si.hStdInput = outStd[WORLDINWR].hPipeInst;
si.dwFlags |= STARTF_USESHOWWINDOW|STARTF_USESTDHANDLES|FILE_FLAG_OVERLAPPED;

    // Start our process with the si info
CreateProcess(programName,NULL,NULL,NULL,FALSE,0,NULL,NULL,&si,&pi);
}

BOOL Arc_Redirect::getState(HANDLE hPipe, LPOVERLAPPED lpo)
{
    BOOL connected, pendingIO = FALSE;

    // Overlap connection for this pipe
    connected = ::ConnectNamedPipe(hPipe,lpo);

    if(connected)
        throw "ConnectNamedPipe(); failed!";

    switch(GetLastError())
    {
        case ERROR_IO_PENDING:
            pendingIO = TRUE;
        break;
        case ERROR_PIPE_CONNECTED:
            if(SetEvent(lpo->hEvent))
                break;  
        default:
            throw "ConnectNamedPipe(); failed!";
        break;
    }

    return pendingIO;
}

outStd[INSTANCES] 被定义为 PIPE_HANDLES （自定义结构），它位于下面，

typedef struct
{
    HANDLE hPipeInst;
    OVERLAPPED o1;
    TCHAR chReq[BUFSIZE];
    TCHAR chReply[BUFSIZE];
    DWORD dwRead;
    DWORD dwWritten;
    DWORD dwState;
    DWORD cbRet;
    BOOL pendingIO;
} PIPE_HANDLES, *LPSTDPIPE;

现在从这里开始我有点迷失了。我不知道该去哪里。我尝试使用 MSDN 示例中的循环，但它不能正常工作，无法满足我的要求。我需要获取管道的读取端并检索信息（再次连续），同时打开写入端，以便每当我需要写入它时。有人有什么想法吗？我一直在尝试像使用匿名管道一样执行 ReadFile() ，但它似乎没有以相同的方式工作。

另外，请注意：代码有点草率，因为我一直在使用它，所以我很抱歉。当我让它正常工作后，我肯定会清理它。

Answer 1

您应该有两种重叠的结构，一种用于读取，一种用于写入。此外，当您想要关闭管道时，每个管道还需要一个事件句柄，当您想要中止所有管道（并关闭应用程序）时，还需要一个事件句柄。您可以为所有管道当前涉及的每个操作使用一个 WaitForMultipleObjects，或者在两个线程中将读取和写入分开，每个线程中都有一个 WFMO。我只会使用一个线程，因为关闭管道会更简单（否则您需要在管道句柄上进行一些引用计数，并仅在引用计数降至零时才关闭它）。

当您收到一个事件时，然后处理它，并在您刚刚处理的事件之后的数组中的所有句柄上尝试使用 0 秒的 WFMO。这样管道就不会缺水。当 WFMO 经过 0 秒后，从头开始重复正常的 WFMO。

如果需要高并发性，则在单独的线程中处理事件，并忽略 WFMO 中当前处理的句柄。然而，跟踪所有句柄就会变得有点复杂。

Answer 2

您是否尝试过在 CreateNamedPipe 调用中传递 PIPE_NOWAIT 而不是 PIPE_WAIT ？这将允许 ReadFile 和 WriteFile 成为非阻塞的。

或者，您是否尝试过使用异步IO？您正在传递 FILE_FLAG_OVERLAPPED 标志，因此这应该可行。如果您尝试过，您遇到了什么问题？

Answer 3

在 Linux 世界中，一个程序可以通过 write/fwrite 调用写入命名管道，另一个程序可以通过 read/fread() 读取它。

读/写操作中必须使用命名管道的完整路径。