[操作系统实验]使用命名通道实现进程通信


实验目的和要求

  • 了解windows系统环境下的进程通信机制
  • 熟悉windows系统提供的进程通信API

 

  完成两个进程之间的通信,需要建立两个工程文件,在Microsoft Visual C++ 6. 0环境下建立服务器工程文件PipeServer和客户端工程文件PipeClient.在服务器程序中,首先使用CreateNamedPipe()创建-一个命名管道,之后使用ConnectNamedPipe()连接命名管道,如果命名管道连接成功,可以使用读文件函数ReadFile()从命名管道中读数据,并可使用写文件函数WriteFile()向命名管道中写数据,命名管道使用完毕后可以使用DisconnectNamedPipe( )拆除与命名管道的连接。在客户端程序中,可以先使用WaitNamedPipe()等待服务器建立好命名管道,然后使用CallNamedPipe()与服务器建立命名管道的连接,并同时得到服务器发来的数据或向服务器发送数据.

 

微软基础C++类库,以C++类的形式封装了Windows API,并且包含应用程序框架,以减少应用程序开发人员的工作量。

       

头文件:

 1 #include "stdafx.h"    //标准应用框架扩展,定义环境参数,使得编译出来的程序能在32位的操作系统环境下运行
 2 #include "PipeClient.h"
 3 
 4 /*
 5 在工程设置里有一些设置会对该工程自动产生一系列的宏,用以控制程序的编译和运行。把代码夹在#ifdef _DEBUG和#endif 中间,在调试(DEBUG)下才会被编译
 6 */
 7 #ifdef _DEBUG    
 8 #define new DEBUG_NEW
 9 #undef THIS_FILE    //取消以前对THIS_FILE的定义
10 static char THIS_FILE[] = __FILE__;    //声明并初始化THIS_FILEO数组,数据的初始数据为该文件的文件名
11 #endif
12 
13 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

#define new DEBUG_NEW

帮助查找内存错误。用户在程序中使用DEBUG_NEW,用户通常使用new运算符来从堆上分配。在Debug模式下(但定义了一个DEBUG符号),DEBUG_NEW为它分配的每个对象记录文件名和行号。

代码:

  1. 客户端代码
 1 CWinApp theApp;    //CWinApp为应用程序类
 2 
 3 using namespace std;    //命名空间
 4 
 5 int _tmain(int argc, TCHAR* argv[], TCHAR* envp[])
 6 {
 7     int nRetCode = 0;    //整型类型的
 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) 判断两个字符串s1和s2是否相同,相同返回true ,不同返回false

lpName[] = "\\client.\\pipe\\myPipe"  client为用命名管道通信时服务器的主机名或IP地址,myPipe为管道名

BOOL CallNamedPipe (
    LPCTSTR lpNamedPipeName, //命名管道的名称
    LPVOID lpInBuffer, //输出数据缓冲区指针
    DWORD nInBufferSize, //以字节为单位的输出数据缓冲区的大小
    LPVOID lpOutBuffer,//输入数据缓冲区指针
    DWORD nOutBufferSize, //以字节为单位的输入数据缓冲区的大小
    LPDWORD 1pBytesRead,//输入字节数指针
    DWORD nTimeOut//等待时间

    )

    2.服务器代码

 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:创建一个命名管道实例,并返回该管道的句柄

HANDLE CreateNamedPipe(
  LPCTSTR lpName, //命名管道的名称
  DWORD dwOpenMode, //命名管道的访问模式DWORD dwPipeMode, //命名管道的模式
  DWORD nMaxInstances, //可创建实例的最大值
  DWORD nOutBufferSize, //以字节为单位的输出缓冲区的大小DWORD nInBufferSize, //以字节为单位的输入缓冲区的大小DWORD nDefaul tTimeOut, //默认超时时间
  LPSECURITY_ ATTRIBUTES lpSecur ityAttr ibutes //安全属性
  )

ConnectNamedPipe():连接命名管道。创建后的命名管道也等待客户端的连接,客户端可以使用函数CreateFile( )和CallNamedPipe()进行连接 

BOOL ConnectNamedPipe (

  HANDLE hNamedPipe,//命名管道实例句柄
  LPOVERLAPED lpOverlapped  //指向Overlapped结构的指针

)

BOOL ReadFile(
   HANDLE hFile, //文件的句柄
   LPVOID lpBuffer, //用于保存读入数据的一个缓冲区
    DWORD nNumberOfBytesToRead, //要读入的字符数
   LPDWORD lpNumberOfBytesRead, //指向实际读取字节数的指针
   LPOVERLAPPED lpOverlapped
  )

BOOL WriteFile(
HANDLE hFile, //文件的句柄
   LPVOID lpBuffer, //用于保存读入数据的一个缓冲区
    DWORD nNumberOfBytesToRead, //要读入的字符数
   LPDWORD lpNumberOfBytesRead, //指向实际读取字节数的指针
   LPOVERLAPPED lpOverlapped
//如文件打开时指定了FILE_FLAG_OVERLAPPED,定义了一次异步读取操作。否则,应将这个参数设为NULL
  )

DisconnectNamedPipe(hPipeHandle1);  //拆除命名管道服务器与客户端的连接

实验结果

该实验完成了两个进程的通信,请大家在下面程序的基础上增加和完善程序的功能,如设计一个聊天室等,使其可以实现自己的设计需求。可以使用命名管道创建命令CreateNamedPipe(),也可以使用文件创建命令CreateFile()来实现其功能,命名管道创建命令CreateNamedPipe()中的参数比较多,要仔细研究其含义,使用不当可能会导致两个进程通信的失败。

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转载自www.cnblogs.com/zachary-yin/p/10068526.html