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1、WindowsWindows 进程间各种通信方式浅谈进程间各种通信方式浅谈1、Windows 进程间通信的各种方法进程间通信的各种方法 进程是装入内存并准备执行的程序，每个进程都有私有的虚拟地址空间，由代码、数据以及它可利用的系统资源(如文件、管道等)组成。 多进程/多线程是 Windows 操作系统的一个基本特征。Microsoft Win32 应用编程接口(Application Programming Interface, API) 提供了大量支持应用程序间数据共享和交换的机制，这些机制行使的活动称为进程间通信(InterProcess Communication, IPC)， 进程通信
2、就是指不同进程间进行数据共享和数据交换。 正因为使用 Win32 API 进行进程通信方式有多种，如何选择恰当的通信方式就成为应用开发中的一个重要问题， 下面本文将对 Win32 中进程通信的几种方法加以分析和比较。 2、 进程通信方法进程通信方法 2.1 文件映射文件映射 文件映射(Memory-Mapped Files)能使进程把文件内容当作进程地址区间一块内存那样来对待。因此，进程不必使用文件 I/O 操作， 只需简单的指针操作就可读取和修改文件的内容。 Win32 API 允许多个进程访问同一文件映射对象允许多个进程访问同一文件映射对象，各个进程在它自己的地各个进程在它自己的地址空间里
3、接收内存的指针址空间里接收内存的指针。通过使用这些指针，不同进程就可以读或修改文件的内容， 实现了对文件中数据的共享。 应用程序有三种方法来使多个进程共享一个文件映射对象。 (1)继承：第一个进程建立文件映射对象，它的子进程继承该对象的句柄。 (2)命名文件映射：第一个进程在建立文件映射对象时可以给该对象指定一个名字(可与文件名不同)。第二个进程可通过这个名字打开此文件映射对象。 另外，第一个进程也可以通过一些其它 IPC 机制(有名管道、邮件槽等)把名字传给第二个进程。 (3)句柄复制：第一个进程建立文件映射对象，然后通过其它 IPC 机制(有名管道、邮件槽等)把对象句柄传递给第二个进程。
4、第二个进程复制该句柄就取得对该文件映射对象的访问权限。 文件映射是在多个进程间共享数据的非常有效方法，文件映射是在多个进程间共享数据的非常有效方法，有较好的安全性有较好的安全性。但文件映射只能用于本地机器的进程之间，不能用于网络中文件映射只能用于本地机器的进程之间，不能用于网络中 ，而而开发者还必须控制进程间的同步开发者还必须控制进程间的同步。 2.2 共享内存共享内存 Win32 API 中共享内存中共享内存(Shared Memory)实际就是实际就是文件映射的一种特殊情况文件映射的一种特殊情况。进程在创建文件映射对象时用 0xFFFFFFFF 来代替 文件句柄(HANDLE)，就表示了对
5、应的文件映射对象是从操作系统页面文件页面文件访问内存，其它进程打开该文件映射对象就可以访问该内存块。由于共享内存是用 文件映射实现的，所以它也有较好的安全性，也只能运行于同一计算机上的进程之间。 a.设定一块共享内存区域设定一块共享内存区域 HANDLE CreateFileMapping(HANDLE,LPSECURITY_ATTRIBUTES, DWORD, DWORD, DWORD, LPCSTR)/ 产生一个 file-mapping 核心对象 LPVOID MapViewOfFile( HANDLE hFileMappingObject, DWORD dwDesiredAcess,
6、DWORD dwFileOffsetHigh, DWORD dwFileOffsetLow, DWORD dwNumberOfBytesToMap );得到共享内存的指针 b.找出共享内存找出共享内存 决定这块内存要以点对点（peer to peer)的形式呈现每个进程都必须有相同的能力，产生共享内存并将它初始化。每个进程都应该调用 CreateFileMapping(),然后调用 GetLastError().如果传回的错误代码是 ERROR_ALREADY_EXISTS,那么进程就可以假设这一共享内存区 域已经被别的进程打开并初始化了，否则该进程就可以合理的认为自己 排在第 一位，并接下来
7、将共享内存初始化。还是要使用 client/server 架构中只有 server 进程才应该产生并初始化共享内存。 所有的进程都应该使用 HANDLE OpenFileMapping(DWORD dwDesiredAccess, BOOL bInheritHandle, LPCTSTR lpName); 再调用 MapViewOfFile(),取得共享内存的指针 c.同步处理同步处理(Mutex) d.清理清理(Cleaning up) BOOL UnmapViewOfFile(LPCVOID lpBaseAddress); CloseHandle() 2.3 匿名管道匿名管道 管道(Pip
8、e)是一种具有两个端点的通信通道：有一端句柄的进程可以和有另一端句柄的进程通信。管道可以是单向一端是只读的，另一端点是只写的；也可以是双向的一管道的两端点既可读也可写。匿名管道(Anonymous Pipe)是 在父进程和子进程之间，或同一父进程的两个子进程之间传输数据的无名字的单向管道。通常由父进程创建管道，然后由要通信的子进程继承通道的读端点句柄或写 端点句柄，然后实现通信。父进程还可以建立两个或更多个继承匿名管道读和写句柄的子进程。 这些子进程可以使用管道直接通信，不需要通过父进程。 匿名管道是单机上实现子进程标准 I/O 重定向的有效方法，它不能在网上使用，也不能用于两个不相关的进程之
9、间不能用于两个不相关的进程之间。 2.4 命名管道命名管道 命名管道(Named Pipe)是服务器进程和一个或多个客户进程之间通信的单向或双向管道。不同于匿名管道的是命名管道可以在不相关的进程之间和不同计算机之间使用，服务器建立命名管道时给它指定一个名字，任何进程都可以通过该名字打开管道的另一端，根据给定的权限和服务器进程通信。 命名管道提供了相对简单的编程接口，使通过网络传输数据并不比同一计算机上两进程之间通信更困难，不过如果要同时和多个进程通信它就力不从心了。 2.5 邮件槽邮件槽 邮件槽(Mailslots)提供进程间单向通信能力，任何进程都能建立邮件槽成为邮件槽服务器。其它进程，称为
10、邮件槽客户，可以通过邮件槽的名字给邮件槽服务器进程发送消息。进来的消息一直放在邮件槽中，直到服务器进程读取它为止。一个进程既可以是邮件槽服务器也可以是邮件槽客户，因此可建立多个邮件槽实现进程间的双向通信。 通过邮件槽可以给本地计算机上的邮件槽、其它计算机上的邮件槽或指定网络区域中所有计算机上有同样名字的邮件槽发送消息。 广播通信的消息长度不能超过 400 字节，非广播消息的长度则受邮件槽服务器指定的最大消息长度的限制。 邮件槽与命名管道相似，不过它传输数据是通过不可靠的数据报(如 TCP/IP协议中的 UDP 包)完成的，一旦网络发生错误则无法保证消息正确地接收，而命名管道传输数据则是建立在可
11、靠连接基础上的。不过邮件槽有简化的编程接口和给指定网络区域内的所有计算机广播消息的能力，所以邮件槽不失为应用程序发送 和接收消息的另一种选择。 2.6 剪贴板剪贴板 剪贴板剪贴板(Clipped Board)实质是实质是 Win32 API 中一组用来传输数据的函数和消中一组用来传输数据的函数和消息息，为 Windows 应用程序之间进行数据共享提供了一个 中介，Windows 已建立的剪切(复制)粘贴的机制为不同应用程序之间共享不同格式数据提供了一条捷径。当用户在应用程序中执行剪切或复制操作时，应用程序把选取的数据用一种或多种格式放在剪贴板上。然后任何其它应用程序都可以从剪贴板上拾取数据，从
12、给定格式中选择适合自己的格式。剪贴板是一个非常松散的交换媒介，可以支持任何数据格式，每一格式由剪贴板是一个非常松散的交换媒介，可以支持任何数据格式，每一格式由一无符号整数标识一无符号整数标识，对标准(预定义)剪贴板格式，该值是 Win32 API 定义的常量；对非 标准格式可以使用 Register Clipboard Format 函数注册为新的剪贴板格式。利用剪贴板进行交换的数据只需在数据格式上一致或都可以转化为某种格式就行。但剪贴板只能在基于 Windows 的程序中使用，不能在网络上使用。 2.7 动态数据交换动态数据交换 动态数据交换(DDE)是使用共享内存使用共享内存在应用程序之间
13、进行数据交换的一种进程间通信形式。应用程序可以使用 DDE 进行一次性数据传输，也可以当出现新数据时，通过发送更新值在应用程序间动态交换数据。 DDE 和剪贴板一样既支持标准数据格式(如文本、位图等)，又可以支持自己定义的数据格式。但它们的数据传输机制却不同，一个明显区别是剪贴板操作几乎总是用作对用户指定操作的一次性应答如从菜单中选择 Paste 命令。尽管 DDE 也可以由用户启动，但它继续发挥作用一般不必用户进一步干预。DDE 有三 种数据交换方式： (1) 冷链：数据交换是一次性数据传输，与剪贴板相同。 (2) 温链：当数据交换时服务器通知客户，然后客户必须请求新的数据。 (3) 热链：
14、当数据交换时服务器自动给客户发送数据。 DDE 交换可以发生在单机或网络中不同计算机的应用程序之间。开发者还可以定义定制的 DDE 数据格式进行应用程序之间特别目的 IPC，它们有更紧密耦合的通信要求。 大多数基于 Windows 的应用程序都支持 DDE。 2.8 对象连接与嵌入对象连接与嵌入 应用程序利用对象连接与嵌入(OLE)技术管理复合文档(由多种数据格式组成的文档)，OLE 提供使某应用程序更容易调用其它应用程序进行数据编辑的服务。 例如，OLE 支持的字处理器可以嵌套电子表格，当用户要编辑电子表格时OLE 库可自动启动电子表格编辑器。当用户退出电子表格编辑器时， 该表格已在原 始字
15、处理器文档中得到更新。在这里电子表格编辑器变成了字处理器的扩展，而如果使用 DDE，用户要显式地启动电子表格编辑器。同 DDE 技术相同，大多数基于 Windows 的应用程序都支持 OLE 技术。 2.9 动态连接库动态连接库 Win32 动态连接库(DLL)中的全局数据可以被调用 DLL 的所有进程共享，这就又给进程间通信开辟了一条新的途径，当然访问时要注意同步问题。虽然可以通过 DLL 进行进程间数据共享，但从数据安全的角度考虑，我们并不提倡这种方法，使用带有访问权限控制的共享内存的方法更好一些。 2.10 远程过程调用远程过程调用 Win32 API 提供的远程过程调用(RPC)使应用
16、程序可以使用远程调用函数，这使在网络上用 RPC 进行进程通信就像函数调用那样简单。 RPC 既可以在单机不同进程间使用也可以在网络中使用。 由于 Win32 API 提供的 RPC 服从OSF-DCE (Open Software Foundation Distributed Computing Environment)标准。 所以通过 Win32 API 编写的 RPC 应用程序能与其它操作系统上支持 DEC 的RPC 应用程序通信。使用 RPC 开发者可以建立高性能、紧密耦合的分布式应用程 序。 2.11 NetBios 函数函数 Win32 API 提供 NetBios 函数用于处理低级网络控制，这主要是为IBM NetBios 系统编写与 Windows 的接口。除非那些有特殊低级网络功能要求的应用程序， 其它应用程序最好不要使用 NetBios 函数来进行进程间通信。 2.12 Sockets Window
