如何實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間數(shù)據(jù)通訊技術(shù)

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1、引言
    在Windows程序中,各個(gè)進(jìn)程之間常常需要交換數(shù)據(jù),進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。WIN32 API提供了許多函數(shù)使我們能夠方便高效地進(jìn)行進(jìn)程間的通訊,通過這些函數(shù)我們可以控制不同進(jìn)程間的數(shù)據(jù)交換,就如同在WIN16中對本地進(jìn)程進(jìn)行讀寫操作一樣。
    典型的WIN16兩進(jìn)程可以通過共享內(nèi)存來進(jìn)行數(shù)據(jù)交換:(1)進(jìn)程A將GlobalAlloc(GMEM_SHARE...)API分配一定長度的內(nèi)存;(2)進(jìn)程A將GlobalAlloc函數(shù)返回的句柄傳遞給進(jìn)程B(通過一個(gè)登錄消息);(3)進(jìn)程B對這個(gè)句柄調(diào)用GlobalLock函數(shù),并利用GlobalLock函數(shù)返回的指針訪問數(shù)據(jù)。這種方法在WIN32中可能失敗,這是因?yàn)镚lobalLock函數(shù)返回指向的是進(jìn)程A的內(nèi)存,由于進(jìn)程使用的是虛擬地址而非實(shí)際物理地址,因此這一指針僅與A進(jìn)程有關(guān),而于B進(jìn)程無關(guān)。
    本文探討了幾種WIN32下進(jìn)程之間通訊的幾種實(shí)現(xiàn)方法,讀者可以使用不同的方法以達(dá)到程序運(yùn)行高效可靠的目的。
    2、Windows95中進(jìn)程的內(nèi)存空間管理
    WIN32進(jìn)程間通訊與Windows95的內(nèi)存管理有密切關(guān)系,理解Windows95的內(nèi)存管理對我們?nèi)缦碌某绦蛟O(shè)計(jì)將會有很大的幫助,下面我們討論以下Windows95中進(jìn)程的內(nèi)存空間管理。
    在WIN16下,所有Windows應(yīng)用程序共享單一地址,任何進(jìn)程都能夠?qū)@一空間中屬于共享單一的地址空間和屬于其他進(jìn)程的內(nèi)存進(jìn)行讀寫操作,甚至可以存取操作系統(tǒng)本身的數(shù)據(jù),這樣就可能破壞其他程序的數(shù)據(jù)段代碼。
    在WIN32下,每個(gè)進(jìn)程都有自己的地址空間,一個(gè)WIN32進(jìn)程不能存取另一個(gè)地址的私有數(shù)據(jù),兩個(gè)進(jìn)程可以用具有相同值的指針尋址,但所讀寫的只是它們各自的數(shù)據(jù),這樣就減少了進(jìn)程之間的相互干擾。另一方面,每個(gè)WIN32進(jìn)程擁有4GB的地址空間,但并不代表它真正擁有4GB的實(shí)際物理內(nèi)存,而只是操作系統(tǒng)利用CPU的內(nèi)存分配功能提供的虛擬地址空間。在一般情況下,絕大多數(shù)虛擬地址并沒有物理內(nèi)存與它對應(yīng),在真正可以使用這些地址空間之前,還要由操作系統(tǒng)提供實(shí)際的物理內(nèi)存(這個(gè)過程叫“提交”commit)。在不同的情況下,系統(tǒng)提交的物理內(nèi)存是不同的,可能是RAM,也可能是硬盤模擬的虛擬內(nèi)存。
    3、WIN32中進(jìn)程間的通訊
    在Windows 95中,為實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間平等的數(shù)據(jù)交換,用戶可以有如下幾種選擇:
    * 使用內(nèi)存映射文件
    * 通過共享內(nèi)存DLL共享內(nèi)存
    * 向另一進(jìn)程發(fā)送WM_COPYDATA消息
    * 調(diào)用ReadProcessMemory以及WriteProcessMemory函數(shù),用戶可以發(fā)送由GlobalLock(GMEM_SHARE,...)函數(shù)調(diào)用提取的句柄、GlobalLock函數(shù)返回的指針以及VirtualAlloc函數(shù)返回的指針。
    --3.1、利用內(nèi)存映射文件實(shí)現(xiàn)WIN32進(jìn)程間的通訊
    Windows95中的內(nèi)存映射文件的機(jī)制為我們高效地操作文件提供了一種途徑,它允許我們在WIN32進(jìn)程中保留一段內(nèi)存區(qū)域,把目標(biāo)文件映射到這段虛擬內(nèi)存中。在程序?qū)崿F(xiàn)中必須考慮各進(jìn)程之間的同步。具體實(shí)現(xiàn)步驟如下:
    首先我們在發(fā)送數(shù)據(jù)的進(jìn)程中需要通過調(diào)用內(nèi)存映射API函數(shù)CreateFileMapping創(chuàng)建一個(gè)有名的共享內(nèi)存:
    HANDLE CreateFileMapping(
    HANDLE hFile, // 映射文件的句柄,
    //設(shè)為0xFFFFFFFF以創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程間共享的對象
    LPSECURITY_ATTRIBUTES lpFileMappingAttributes, // 安全屬性
    DWORD flProtect, // 保護(hù)方式
    DWORD dwMaximumSizeHigh, //對象的大小
    DWORD dwMaximumSizeLow,
    LPCTSTR lpName // 必須為映射文件命名
    );
    與虛擬內(nèi)存類似,保護(hù)方式可以是PAGE_READONLY或是PAGE_READWRITE。如果多進(jìn)程都對同一共享內(nèi)存進(jìn)行寫訪問,則必須保持相互間同步。映射文件還可以指定PAGE_WRITECOPY標(biāo)志,可以保證其原始數(shù)據(jù)不會遭到破壞,同時(shí)允許其他進(jìn)程在必要時(shí)自由地操作數(shù)據(jù)的拷貝。
    在創(chuàng)建文件映射對象后使用可以調(diào)用MapViewOfFile函數(shù)映射到本進(jìn)程的地址空間內(nèi)。
    下面說明創(chuàng)建一個(gè)名為MySharedMem的長度為4096字節(jié)的有名映射文件:
    HANDLE hMySharedMapFile=CreateFileMapping((HANDLE)0xFFFFFFFF),
    NULL,PAGE_READWRITE,0,0x1000,“MySharedMem”);
    并映射緩存區(qū)視圖:
    LPSTR pszMySharedMapView=(LPSTR)MapViewOfFile(hMySharedMapFile,
    FILE_MAP_READ|FILE_MAP_WRITE,0,0,0);
    其他進(jìn)程訪問共享對象,需要獲得對象名并調(diào)用OpenFileMapping函數(shù)。
    HANDLE hMySharedMapFile=OpenFileMapping(FILE_MAP_WRITE,
    FALSE,“MySharedMem");
    一旦其他進(jìn)程獲得映射對象的句柄,可以像創(chuàng)建進(jìn)程那樣調(diào)用MapViewOfFile函數(shù)來映射對象視圖。用戶可以使用該對象視圖來進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫操作,以達(dá)到數(shù)據(jù)通訊的目的。
    當(dāng)用戶進(jìn)程結(jié)束使用共享內(nèi)存后,調(diào)用UnmapViewOfFile函數(shù)以取消其地址空間內(nèi)的視圖:
    if (!UnmapViewOfFile(pszMySharedMap
    View))
    { AfxMessageBox(“could not unmap view of file"); }