Windows管道技術簡述

來源:互聯網
上載者:User
    不知你是否用過這樣的程式,他們本身並沒有解壓縮的功能,而是調用DOS程式PKZIP完成ZIP包的解壓縮。但是在程式運行時又沒有DOS控制台的視窗出現而且一切本應該在DOS下顯示的資訊都出現在了那個安裝程式的一個文字框裡。這種設計既美觀又可以防止少數眼疾手快的使用者提前關了你的DOS視窗。
現在就來討論一下,如何用匿名管道技術實現這個功能。

管道技術由來已久,相信不少人對DOS命令裡的管道技術最為熟悉。當我們type一個檔案的時候如果想讓他分頁現實可以輸入

C:\>type autoexec.bat|more

這裡“|”就是管道操作符。他以type輸出的資訊為讀取端,以more的輸入端為寫入端建立的管道。

Windows中使用較多的管道也是匿名管道,它通過API函數CreatePipe建立。

BOOL CreatePipe(
PHANDLE hReadPipe, // 指向讀端控制代碼的指標
PHANDLE hWritePipe, // 指向寫端控制代碼的指標
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpPipeAttributes, // 指向安全屬性結構的指標
DWORD nSize // 管道的容量
);

上面幾個參數中要注意hReadPipe,hWritePipe是指向控制代碼的指標,而不是控制代碼(我第一次用的時候就搞錯了)。nSize一般指定為0,以便讓系統自己決定管道的容量。現在來看安全屬性結構,SECURITY_ATTRIBUTES。

typedef struct _SECURITY_ATTRIBUTES { // sa
DWORD nLength;
LPVOID lpSecurityDescriptor;
BOOL bInheritHandle;
} SECURITY_ATTRIBUTES;
nLength是結構體的大小,自然是用sizeof取得了。lpSecurityDescriptor是安全性描述元(一個C-Style的字串)。bInheritHandle他指出了安全描述的對象能否被新建立的進程繼承。先不要管他們的具體意義,使用的時候自然就知道了。

好,現在我們來建立一個管道

HANDLE hReadPipe, hWritePipe;
SECURITY_ATTRIBUTES sa;

sa.nLength = sizeof(SECURITY_ATTRIBUTES);
sa.lpSecurityDescriptor = NULL; //使用系統預設的安全性描述元
sa.bInheritHandle = TRUE; //一定要為TRUE,不然控制代碼不能被繼承。
CreeatePipe(&hReadPipe,&hWritePipe,&sa,0);
OK,我們的管道建好了。當然這不是最終目的,我們的目的是把DOS上的一個程式輸出的東西重新導向到一個Windows程式的Edit控制項。所以我們還需要先啟動一個DOS的程式,而且還不能出現DOS控制台的視窗(不然不就露餡了嗎)。我們用CreateProcess建立一個DOS程式的進程。

BOOL CreateProcess(
LPCTSTR lpApplicationName, // C-style字串:應用程式的名稱
LPTSTR lpCommandLine, // C-style字串:執行的命令
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpProcessAttributes, // 進程安全屬性
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, // 安全執行緒屬性
BOOL bInheritHandles, // 是否繼承控制代碼的標誌
DWORD dwCreationFlags, // 建立標誌
LPVOID lpEnvironment, // C-Style字串:環境設定
LPCTSTR lpCurrentDirectory, // C-Style字串:執行目錄
LPSTARTUPINFO lpStartupInfo, // 啟動資訊
LPPROCESS_INFORMATION lpProcessInformation // 進程資訊
);
先別走,參數是多了點,不過大部分要不不用自己填要不填個NULL就行了。lpApplication隨便一點就行了。lpCommandLine可是你要執行的命令一定要認真寫好。來,我們瞧瞧lpProcessAttributes和lpThreadAttributes怎麼設定。哎?這不就是剛才那個嗎。對阿,不過可比剛才簡單。由於我們只是建立一個進程,他是否能在被繼承不敢興趣所以這兩個值全為NULL。bInHeritHandles也是一定要設定為TRUE的,因為我們既然要讓新的進程能輸出資訊到調用他的進程裡,就必須讓新的進程繼承調用進程的控制代碼。我們對建立的新進程也沒什麼別的苛求,所以dwCreationFlags就為NULL了。lpEnvironment和lpCurrentDirectory根據你自己的要求是指一下就行了,一般也是NULL。接下來的lpStartupInfo可是關鍵,我們要認真看一下。

typedef struct _STARTUPINFO { // si
DWORD cb;
LPTSTR lpReserved;
LPTSTR lpDesktop;
LPTSTR lpTitle;
DWORD dwX;
DWORD dwY;
DWORD dwXSize;
DWORD dwYSize;
DWORD dwXCountChars;
DWORD dwYCountChars;
DWORD dwFillAttribute;
DWORD dwFlags;
WORD wShowWindow;
WORD cbReserved2;
LPBYTE lpReserved2;
HANDLE hStdInput;
HANDLE hStdOutput;
HANDLE hStdError;
} STARTUPINFO, *LPSTARTUPINFO;
倒!這麼多參數,一個一個寫肯定累死了。沒錯,MS早就想到會累死人。所以提供救人一命的API函數GetStartupInfo。

VOID GetStartupInfo(
LPSTARTUPINFO lpStartupInfo
);
這個函數用來取得當前進程的StartupInfo,我們建立的進程基本根當前進程的StartupInfo差不多,就借用一下啦。然後再小小修改一下即可。

我們要改的地方有這麼幾個:cb,dwFlags,hStdOutput,hStdError,wShowWindow。先說cb,他指的是STARTUPINFO的大小,還是老手法sizeof。再說wShowWindow,他制定了新進程建立時視窗的現實狀態,這個屬性當然給為SW_HIDE了,我們不是要隱藏建立的DOS進程嗎。哈哈,看到hStdOutput和hStdError,標準輸出和錯誤輸出的控制代碼。關鍵的地方來了,只要我們把這兩個控制代碼設定為hWrite,我們的進程一旦有標準輸出,就會被寫入我們剛剛建立的匿名管道裡,我們再用管道的hReadPipe控制代碼把內容讀出來寫入Edit控制項不就達到我們的目的了嗎。呵呵,說起來也真是聽容易的阿。這幾個關鍵參數完成了以後,千萬別忘了dwFlags。他是用來制定STARTUPINFO裡這一堆參數那個有效。既然我們用了hStdOutput,hStdError和wShowWindow那dwFlags就給為STARTF_USESHOWWINDOW | STARTF_USESTDHANDLES。

好了,現在回到CreateProcess的最後一個參數lpProcessInformation(累!)。呵呵,這個參數不用自己填了,他是CreateProcess返回的資訊,只要給他一個PROCESS_INFORMATION結構案例的地址就行了。

大功高成了,我們管道一端連在了新進程的標準輸出端了,一端可以自己用API函數ReadFile讀取了。等等,不對,我們的管道還有問題。我們把hWrite給了hStdOutput和hStdError,那麼在新的進程啟動時就會在新進程中開啟一個管道寫入端,而我們在當前進程中使用了CreatePipe建立了一個管道,那麼在當前進程中也有這個管道的寫入端hWrite。好了,這裡出現了一個有兩個寫入端和一個讀出端的畸形管道。這樣的管道肯定是有問題的。由於當前進程並不使用寫端,因此我們必須關閉當前進程的寫端。這樣,我們的管道才算真正的建立成功了。來看看VC++寫的來源程式:

/*
* 通過管道技術,將dir /?的協助資訊輸入到MFC應用程式的一個CEdit控制項中。
* VC++6.0 + WinXP 通過
*
* detrox, 2003
*/

void CPipeDlg::OnButton1()
{
    SECURITY_ATTRIBUTES sa;
    HANDLE hRead,hWrite;

    sa.nLength = sizeof(SECURITY_ATTRIBUTES);
    sa.lpSecurityDescriptor = NULL;
    sa.bInheritHandle = TRUE;
    if (!CreatePipe(&hRead,&hWrite,&sa,0))
    {
      MessageBox("Error On CreatePipe()");
      return;
    }
    STARTUPINFO si;
    PROCESS_INFORMATION pi;
    si.cb = sizeof(STARTUPINFO);
    GetStartupInfo(&si);
    si.hStdError = hWrite;
    si.hStdOutput = hWrite;
    si.wShowWindow = SW_HIDE;
    si.dwFlags = STARTF_USESHOWWINDOW | STARTF_USESTDHANDLES;
    if (!CreateProcess(NULL,"c:\\windows\\system32\\cmd.exe/c dir /?" ,NULL,NULL,TRUE,NULL,NULL,NULL,&si,&pi))
    {
        MessageBox("Error on CreateProcess()");
        return;
    }
    CloseHandle(hWrite);

    char buffer[4096] = {0};
    DWORD bytesRead;
    while (true)
    {
        if (ReadFile(hRead,buffer,4095,&bytesRead,NULL) == NULL)
            break;
        m_Edit1 += buffer;
        UpdateData(false);
        Sleep(200);
    }
}

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