C++ 进程和匿名管道使用学习

平台Windows10 + VS2015学习内容进程的创建使用(CreateProcess方式)父子进程间匿名管道通信相关函数及参数介绍CreatePipe函数:该的原型为CreatePipe(_Out_ PHANDLE hReadPipe,_Out_ PHANDLE hWritePipe,_In_opt_ ...

平台

Windows10 + VS2015

学习内容

• 进程的创建使用(CreateProcess方式)
• 父子进程间匿名管道通信

相关函数及参数介绍

• CreatePipe函数:该的原型为

CreatePipe(_Out_ PHANDLE hReadPipe,
           _Out_ PHANDLE hWritePipe,
           _In_opt_ LPSECURITY_ATTRIBUTES lpPipeAttributes,
           _In_ DWORD nSize);

hReadPipe：返回一个可用于读管道数据的文件句柄；hWritePipe：返回一个可用于写管道数据的文件句柄；lpPipeAttributes：传入一个SECURITY_ATTRIBUTES结构的指针，该结构用于决定该函数返回的句柄是否可被子进程继承；nSize：管道的缓冲区大小，但是这仅仅只是一个理想值，系统根据这个值创建大小相近的缓冲区。如果传入0 ，那么系统将使用一个默认的缓冲区大小。需要注意读写管道数据的句柄参数位置。

• LPSECURITY_ATTRIBUTES类型：相关定义内容为

typedef struct _SECURITY_ATTRIBUTES {
    DWORD nLength;
    LPVOID lpSecurityDescriptor;
    BOOL bInheritHandle;
} SECURITY_ATTRIBUTES, *PSECURITY_ATTRIBUTES, *LPSECURITY_ATTRIBUTES;

nLength：结构体的大小，可用sizeof取得；lpSecurityDescriptor：安全描述符；bInheritHandle：安全描述的对象能否被新创建的进程继承。

• CreateProcess函数：WIN32API函数CreateProcess用来创建一个新的进程和它的主线程，这个新进程运行指定的可执行文件。该函数原型有两种可能，当前环境已定义UNICODE，只参考CreateProcessW

#ifdef UNICODE
#define CreateProcess  CreateProcessW
#else
#define CreateProcess  CreateProcessA
#endif // !UNICODE

WINBASEAPI
BOOL
WINAPI
CreateProcessW(
    _In_opt_ LPCWSTR lpApplicationName,
    _Inout_opt_ LPWSTR lpCommandLine,
    _In_opt_ LPSECURITY_ATTRIBUTES lpProcessAttributes,
    _In_opt_ LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,
    _In_ BOOL bInheritHandles,
    _In_ DWORD dwCreationFlags,
    _In_opt_ LPVOID lpEnvironment,
    _In_opt_ LPCWSTR lpCurrentDirectory,
    _In_ LPSTARTUPINFOW lpStartupInfo,
    _Out_ LPPROCESS_INFORMATION lpProcessInformation
    );

lpApplicationName：指向一个NULL结尾的、用来指定可执行模块的字符串，这个参数可以被设为NULL，在这种情况下，可执行模块的名字必须处于 lpCommandLine 参数最前面并由空格符与后面的字符分开；lpCommandLine：指向一个以NULL结尾的字符串，该字符串指定要执行的命令行，这个参数可以为空，那么函数将使用lpApplicationName参数指定的字符串当做要运行的程序的命令行；lpProcessAttributes：指向一个SECURITY_ATTRIBUTES结构体，这个结构体决定是否返回的句柄可以被子进程继承；lpThreadAttributes：同lpProcessAttribute,不过这个参数决定的是线程是否被继承.通常置为NULL；bInheritHandles：指示新进程是否从调用进程处继承了句柄，如果参数的值为真，调用进程中的每一个可继承的打开句柄都将被子进程继承，被继承的句柄与原进程拥有完全相同的值和访问权限；dwCreationFlags：指定附加的、用来控制优先类和进程的创建的标志；lpEnvironment：指向一个新进程的环境块，如果此参数为空，新进程使用调用进程的环境；lpCurrentDirectory：指向一个以NULL结尾的字符串，这个字符串用来指定子进程的工作路径，这个字符串必须是一个包含驱动器名的绝对路径；lpStartupInfo指向一个用于决定新进程的主窗体如何显示的STARTUPINFO结构体；lpProcessInformation：指向一个用来接收新进程的识别信息的PROCESS_INFORMATION结构体。

• dwCreationFlags参数：dwCreationFlags可选类型列表如下

• STARTUPINFO参数：该参数原型有两种可能，当前环境已定义UNICODE，只参考STARTUPINFOW

#ifdef UNICODE
typedef STARTUPINFOW STARTUPINFO;
typedef LPSTARTUPINFOW LPSTARTUPINFO;
#else
typedef STARTUPINFOA STARTUPINFO;
typedef LPSTARTUPINFOA LPSTARTUPINFO;
#endif // UNICODE

typedef struct _STARTUPINFOW {
    DWORD   cb;
    LPWSTR  lpReserved;
    LPWSTR  lpDesktop;
    LPWSTR  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;
} STARTUPINFOW, *LPSTARTUPINFOW;

结构体参数内容较多，练习使用时只用到了cb``dwFlags``wShowWindow``hStdInput``hStdOutput``hStdError，具体参数解释如下表

• dwFlags参数：该参数可选类型如下

父进程代码

1 .父进程的功能是创建管道和创建进程
2 .创建成功后等待控制台输入信息并通过管道发送给子进程
3 .等待一段时间后从管道读取数据
4 .将管道数据输出到控制台

#include <iostream>
#include <windows.h>
using namespace std;

char rxbuff[100] = { 0 };
char txbuff[100] = { 0 };
DWORD txcount = 0, rxcount = 0;

void main(void)
{
    SECURITY_ATTRIBUTES sa;
    sa.nLength = sizeof(SECURITY_ATTRIBUTES);
    sa.lpSecurityDescriptor = NULL;
    sa.bInheritHandle = TRUE;

    //管道创建
    HANDLE hwrite, hread;
    if (CreatePipe(&hread,&hwrite,&sa,0)==NULL)
    {
        cout << "pPipe Create error!" << endl;
        return;
    }

    //进程创建
    STARTUPINFO si;
    ZeroMemory(&si,sizeof(STARTUPINFO));
    si.cb = sizeof(STARTUPINFO);
    si.dwFlags = STARTF_USESTDHANDLES | STARTF_USESHOWWINDOW;
    si.wShowWindow = SW_SHOW;
    si.hStdError = GetStdHandle(STD_ERROR_HANDLE);
    si.hStdOutput = hwrite;
    si.hStdInput = hread;

    PROCESS_INFORMATION pi; 
    TCHAR exe[] = TEXT("E:\\Soft_Pro\\VC_work\\MD5_Check\\Debug\\MD5_Check.exe");
    //创建子进程
    if (CreateProcess(NULL,
                      exe,
                      NULL, NULL, TRUE, 0, NULL, NULL, &si, &pi)==NULL)
    {
        cout << "进程创建错误" << endl;
        CloseHandle(hread);
        CloseHandle(hwrite);
        hread = NULL;
        hwrite = NULL;
        return;
    }
    else
    {
        CloseHandle(pi.hThread);
        CloseHandle(pi.hProcess);
    }

    cin >> txbuff;
    //父进程往管道写数据
    if (!WriteFile(hwrite, txbuff, sizeof(txbuff), &txcount, NULL))
    {
        cout << "父进程写数据失败！" << endl;
        return;
    }
    else
    {
        cout << "父进程写数据成功！" << endl;
    }

    Sleep(300);

    //父进程从管道读取数据
    if (!ReadFile(hread,rxbuff,100,&rxcount,NULL))
    {
        cout << "父进程读取失败！" << endl;
        return;
    }
    else
    {
        cout << "父进程管道读取数据：" << rxbuff << endl;
    }

    system("pause");
}

子进程代码

1 .子进程获取管道数据的文件句柄
2 .子进程从输入端读取管道数据
3 .子进程将读取的数据从输出端发送至管道

#include <iostream>
#include <windows.h>
using namespace std;

char rxbuff[100] = {0};
char txbuff[100] = {0};
DWORD txcount = 0, rxcount = 0;
HANDLE hRead, hWrite;

int main(void)
{
    hRead = GetStdHandle(STD_INPUT_HANDLE);
    hWrite = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);

        //读管道数据
    if (!ReadFile(hRead,rxbuff,100,&rxcount,NULL))
    {
        cout << "子进程读管道失败" << endl;
        return 0;
    }
    sprintf_s(txbuff, "子进程应答：%s\n", rxbuff);

    Sleep(200);

        //写管道数据
    if (!WriteFile(hWrite,txbuff,sizeof(txbuff),&txcount,NULL))
    {
        cout << "子进程写失败！" << endl;
        return 0;
    }

    return 0;
}

父进程运行结果

额外说明

• CreateProcess的lpCommandLine参数使用TEXT("path")方式创建进程时总是报错，后来在一篇博客里看到了解决方案
• 初次学习还有部分问题，后续继续补充