[作業系統實驗]使用命名通道實現程序通訊
實驗目的和要求
- 瞭解windows系統環境下的程序通訊機制
- 熟悉windows系統提供的程序通訊API
完成兩個程序之間的通訊,需要建立兩個工程檔案，在Microsoft Visual C++ 6. 0環境下建立伺服器工程檔案PipeServer和客戶端工程檔案PipeClient.在伺服器程式中,首先使用CreateNamedPipe()建立-一個命名管道,之後使用ConnectNamedPipe()連線命名管道，如果命名管道連線成功,可以使用讀檔案函式ReadFile()從命名管道中讀資料,並可使用寫檔案函式WriteFile()向命名管道中寫資料，命名管道使用完畢後可以使用DisconnectNamedPipe( )拆除與命名管道的連線。在客戶端程式中，可以先使用WaitNamedPipe()等待伺服器建立好命名管道,然後使用CallNamedPipe()與伺服器建立命名管道的連線,並同時得到伺服器發來的資料或向伺服器傳送資料.
微軟基礎C++類庫，以C++類的形式封裝了Windows API，並且包含應用程式框架，以減少應用程式開發人員的工作量。
標頭檔案：
1 #include "stdafx.h" //標準應用框架擴充套件，定義環境引數，使得編譯出來的程式能在32位的作業系統環境下執行 2 #include "PipeClient.h" 3 4 /* 5 在工程設定裡有一些設定會對該工程自動產生一系列的巨集，用以控制程式的編譯和執行。把程式碼夾在#ifdef _DEBUG和#endif 中間，在除錯（DEBUG）下才會被編譯6 */ 7 #ifdef _DEBUG 8 #define new DEBUG_NEW 9 #undef THIS_FILE //取消以前對THIS_FILE的定義 10 static char THIS_FILE[] = __FILE__; //宣告並初始化THIS_FILEO陣列，資料的初始資料為該檔案的檔名 11 #endif 12 13 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#define new DEBUG_NEW
幫助查詢記憶體錯誤。使用者在程式中使用DEBUG_NEW,使用者通常使用new運算子來從堆上分配。在Debug模式下（但定義了一個DEBUG符號），DEBUG_NEW為它分配的每個物件記錄檔名和行號。
程式碼：
- 客戶端程式碼
1 CWinApp theApp; //CWinApp為應用程式類 2 3 using namespace std; //名稱空間 4 5 int _tmain(int argc, TCHAR* argv[], TCHAR* envp[]) 6 { 7 int nRetCode = 0; //整型型別的 8 int err = 0; 9 BOOL rc = 0; 10 char lpName[] = "\\\\.\\pipe\\myPipe"; 11 char InBuffer[50] = ""; 12 char OutBuffer[50] = ""; 13 DWORD BytesRead; 14 15 while(1) 16 { 17 strcpy(InBuffer,""); 18 strcpy(OutBuffer,""); 19 printf("Input Data Please!\n"); 20 scanf("%s",InBuffer); 21 rc = strcmp(InBuffer,"end"); 22 if(rc == 0) 23 { 24 rc = CallNamedPipe(lpName,InBuffer,sizeof(InBuffer),OutBuffer, 25 sizeof(OutBuffer),&BytesRead,NMPWAIT_USE_DEFAULT_WAIT); 26 break; 27 } 28 rc = WaitNamedPipe(lpName,NMPWAIT_WAIT_FOREVER); 29 if(rc == 0) 30 { 31 err = GetLastError(); 32 printf("Wait Pipe Fail!err = %d\n",err); 33 exit(1); 34 } 35 else printf("Wait Pipe Success!\n"); 36 37 rc = CallNamedPipe(lpName,InBuffer,sizeof(InBuffer),OutBuffer, 38 sizeof(OutBuffer),&BytesRead,NMPWAIT_USE_DEFAULT_WAIT); 39 rc = strcmp(OutBuffer,"end"); 40 if(rc == 0) break; 41 if(rc == 0) 42 { 43 err = GetLastError(); 44 printf("Pipe Call Fail!err = %d\n",err); 45 exit(1); 46 } 47 else printf("Pipe Call Success!\nDATA from Server is %s\n",OutBuffer); 48 } 49 printf("Now Client to be End!\n"); 50 return nRetCode; 51 }
strcmp(s1，s2) 判斷兩個字串s1和s2是否相同，相同返回true ,不同返回false
lpName[] = "\\client.\\pipe\\myPipe" client為用命名管道通訊時伺服器的主機名或IP地址，myPipe為管道名
BOOL CallNamedPipe (
LPCTSTR lpNamedPipeName, //命名管道的名稱
LPVOID lpInBuffer, //輸出資料緩衝區指標
DWORD nInBufferSize, //以位元組為單位的輸出資料緩衝區的大小
LPVOID lpOutBuffer,//輸入資料緩衝區指標
DWORD nOutBufferSize, //以位元組為單位的輸入資料緩衝區的大小
LPDWORD 1pBytesRead,//輸入位元組數指標
DWORD nTimeOut//等待時間
)
2.伺服器程式碼
1 CWinApp theApp; 2 using namespace std; 3 4 int _tmain(int argc, TCHAR* argv[], TCHAR* envp[]) 5 { 6 int nRetCode = 0; 7 int err; 8 BOOL rc; 9 HANDLE hPipeHandle1; 10 11 char lpName[] = "\\\\.\\pipe\\myPipe"; 12 char InBuffer[50] = ""; 13 char OutBuffer[50] = ""; 14 DWORD BytesRead,BytesWrite; 15 16 hPipeHandle1 = CreateNamedPipe((LPCSTR)lpName, 17 PIPE_ACCESS_DUPLEX|FILE_FLAG_OVERLAPPED|WRITE_DAC, 18 PIPE_TYPE_MESSAGE|PIPE_READMODE_BYTE|PIPE_WAIT, 19 1,20,30,NMPWAIT_USE_DEFAULT_WAIT, 20 (LPSECURITY_ATTRIBUTES)NULL); 21 22 if((hPipeHandle1 == INVALID_HANDLE_VALUE)||(hPipeHandle1 == NULL)) 23 { 24 err = GetLastError(); 25 printf("Server Pipe Create Fail!err = %d\n",err); 26 exit(1); 27 } 28 else printf("Server Pipe Create Success!\n"); 29 30 while(1) 31 { 32 rc = ConnectNamedPipe(hPipeHandle1,(LPOVERLAPPED)NULL); 33 if(rc == 0) 34 { 35 err = GetLastError(); 36 printf("Server Pipe Connect Fail err = %d\n",err); 37 exit(2); 38 } 39 else printf("Server Pipe Connect Success\n"); 40 strcpy(InBuffer,""); 41 strcpy(OutBuffer,""); 42 43 rc = ReadFile(hPipeHandle1,InBuffer,sizeof(InBuffer),&BytesRead,(LPOVERLAPPED)NULL); 44 if(rc == 0 && BytesRead ==0) 45 { 46 err = GetLastError(); 47 printf("Server Read Pipe Fail!err = %d",err); 48 exit(3); 49 } 50 else printf("Server Read Pipe Success!\nDATA from Client is %s\n",InBuffer); 51 rc = strcmp(InBuffer,"end"); 52 if(rc == 0) break; 53 printf("Please Input Data to Send\n"); 54 scanf("%s",OutBuffer); 55 rc = WriteFile(hPipeHandle1,OutBuffer,sizeof(OutBuffer),&BytesWrite,(LPOVERLAPPED)NULL); 56 if(rc == 0) printf("Server Write Pipe Success!\n"); 57 else printf("Server Write Pipe Success!\n"); 58 DisconnectNamedPipe(hPipeHandle1); 59 rc = strcmp(OutBuffer,"end"); 60 if(rc == 0) break; 61 } 62 }
CreateNamedPipe:建立一個命名管道例項，並返回該管道的控制代碼
HANDLE CreateNamedPipe(
LPCTSTR lpName, //命名管道的名稱
DWORD dwOpenMode, //命名管道的訪問模式DWORD dwPipeMode, //命名管道的模式
DWORD nMaxInstances, //可建立例項的最大值
DWORD nOutBufferSize, //以位元組為單位的輸出緩衝區的大小DWORD nInBufferSize, //以位元組為單位的輸入緩衝區的大小DWORD nDefaul tTimeOut, //預設超時時間
LPSECURITY_ ATTRIBUTES lpSecur ityAttr ibutes //安全屬性
)
ConnectNamedPipe():連線命名管道。建立後的命名管道也等待客戶端的連線,客戶端可以使用函式CreateFile( )和CallNamedPipe()進行連線
BOOL ConnectNamedPipe (
HANDLE hNamedPipe,//命名管道例項控制代碼
LPOVERLAPED lpOverlapped //指向Overlapped結構的指標
)
BOOL ReadFile(
HANDLE hFile, //檔案的控制代碼
LPVOID lpBuffer, //用於儲存讀入資料的一個緩衝區
DWORD nNumberOfBytesToRead, //要讀入的字元數
LPDWORD lpNumberOfBytesRead, //指向實際讀取位元組數的指標
LPOVERLAPPED lpOverlapped
)
BOOL WriteFile(
HANDLE hFile, //檔案的控制代碼
LPVOID lpBuffer, //用於儲存讀入資料的一個緩衝區
DWORD nNumberOfBytesToRead, //要讀入的字元數
LPDWORD lpNumberOfBytesRead, //指向實際讀取位元組數的指標
LPOVERLAPPED lpOverlapped
//如檔案開啟時指定了FILE_FLAG_OVERLAPPED，定義了一次非同步讀取操作。否則，應將這個引數設為NULL
)
DisconnectNamedPipe(hPipeHandle1); //拆除命名管道伺服器與客戶端的連線
實驗結果
該實驗完成了兩個程序的通訊，請大家在下面程式的基礎上增加和完善程式的功能,如設計一個聊天室等,使其可以實現自己的設計需求。可以使用命名管道建立命令CreateNamedPipe(),也可以使用檔案建立命令CreateFile()來實現其功能，命名管道建立命令CreateNamedPipe()中的引數比較多,要仔細研究其含義,使用不當可能會導致兩個程序通訊的失敗。