pipes（管道）

管道式是进程进行通信时所用的一个共享内存段。创建管道的进程被称作管道服务器。连接到管道的进程称为管道用户。

管道分为两类，即命名管道和匿名管道。匿名管道比命名管道的花费要少，但是能提供的服务也少。

管道是信息传递的通道，具有两个端口，有单向管道和双向管道，对于单向管道，一个端口用于读取管道信息，另一个用于向管道写入信息，双向管道两个端点都可以用于读写。

Anonymous Pipes

匿名管道是未命名的，通常用于父子进程之间传输数据的单向管道。匿名管道通常用于本地事物，而不能用于网络间的传输。

 

Named Pipes

命名管道是命名了的，用于管道服务器和一个（或多个）管道客户端进行数据传输的单向或多向传输的管道。

一个命名管道的所有实例共用一个管道名，但每个实例都有自己的缓冲区和句柄，而且通过不同的管路进行数据通信。

任何进程都能使用命名管道，接受安全检查，这使得命名管道成为在相关，或无关进程之间进行传输的一种简易方式。

任何进程都可以同时是管道客服端和服务器端。

命名管道可以用于同一台电脑上的进程间的数据交换，也可以用于网络上不同电脑上的进程间的数据交换。

管道服务器端调用CreateNamedPipe函数创建管道实例，而且不能通过远程计算机调用，使用格式如下：

\\.\pipe\PipeName

PipeName指定管道名，管道名可与包含除反斜杠之外的任何字符。

整个管道名最长可达256个字符且大小写不敏感。这个管道名可以提供给客服端以便客户端连接到这个管道。

 

管道客服端通过CreateFile, WaitNamedPipe,  CallNamedPipe

函数指定管道名，使用如下格式：

\\ServerName\pipe\PipeName

其中ServerName是远程计算机名或句点（表示本地计算机），PipeName指定管道名，管道名可与包含除反斜杠之外的任何字符。

整个管道名最长可达256个字符且大小写不敏感，这里管道名是由CreateFile调用者自己定义的。

一旦管道实例创建成功，即可调用CreateFile,CallNamedPipe连接管道，如果实例可用，CreateFile返回一个到客户端管道的句柄。

如果实例还不可用，可以用CallNamedPipe来等待，一直到实例可用为止。

管道服务器决定调用ConnectNamedPipe的管道客户端何时接通管道，ConnectNamedPipe会使管道句柄处于阻塞模式直到客户端连接上管道。

如果管道客户端和服务器端要结束对实例的使用，服务器端必须先调用FlushFileBuffers以确保管道中的数据都被客户端读取了。

FlushFileBuffers在客户端读取了管道中的所有数据后才返回。然后服务器端才调用DisconnectNamedPipe关闭管道和客户端的连接。

这个函数会使得客户端的管道句柄无效，并且管道中的数据全部丢失，即使连接还没有关闭。关闭连接后，服务器端调用CloseHandle

来关闭管道实例的句柄，当然也可以不关闭句柄，而是使另一个客户端与管道连接。

进程可以调用GetNamedPipeInfo来获取命名管道的信息。GetNamedPipeHandleState函数来获取管道句柄是处于等待，还是读写状态

SetNamedPipeHandleState函数来设置管道句柄，使之处于读写或等待状态。

 

Named Pipe Instances

单管道多实例的管道具有三种基本的分类：

1为每个管道的实例创建一个线路。如多线管道服务器。此方法最简单，但很占内存。

2通过overlapped操作将ReadFile, WriteFile,ConnectNamedPipe制定为overlapped类型

3通过使用ReadFileEx ，WriteFileEx函数来实现overlapped操作。

 

Named Pipe Type（写）, Read, and Wait Modes

 

服务器端可以通过CreateNamedPipe函数的dwPipeMode参数指定管道模式，客户端可以通过CreateFile指定管道模式。

管道的Type（写）, Readmode决定数据时如何写入，或读出管道的，可以是消息流和字节流。

管道的Wait Modes决定ReadFile, WriteFile,  ConnectNamedPipe处理等待操作。

分两类，1，blocking-wait mode，这种模式下上面函数会无期限的等待管道另一端的操作结束。

2nonblocking-wait mode，这种模式下，函数不会无期限的等待操作完成，而是立刻返回。

ReadFile会在管道为空的时候被wait mode影响，blocking-wait mode会等待管道另一端向管道写入数据，直到管道数据有效。

在nonblocking-wait mode模式下，ReadFile会立刻返回0，而且调用GetLastError可以得到ERROR_NO_DATA的返回值。

WriteFile会在管道缓存区不足时受wait mode影响，blocking-wait mode会等待管道另一端从管道读出数据，直到管道空出足够的空间。

在nonblocking-wait mode模式下，WriteFile会在写入缓冲区能容纳的量的数据后立刻返回非0，或不写入数据直接返回非0。

在没有客户端连接到或等待连接到管道时进行ConnectNamedPipe会受wait mode影响。a blocking-wait下ConnectNamedPipe会等到有客户端成功连接上管道才返回，nonblocking-wait会立即返回0，调用GetLastError会收到ERROR_PIPE_LISTENING。

默认情况下，CreateNamedPipe ， CreateFile选择的是blocking-wait mode。

 

Named Pipe Open Modes

 

管道服务端可以通过CreateNamedPipe函数的dwOpenMode参数指定管道的访问权限，overlap与否，write-through mode。

客户端通过CreateFile的dwDesiredAccess参数指定管道的如是打开模式。管道的客户端和服务端对管道

访问权限的设置必须对应，因为他们处在管道的不同端，如果客户端设置为管道只读，那么服务端必须设置为管道只写。

如果要获得或更改管道属性，那么必须具有FILE_READ_ATTRIBUTES，FILE_WRITE_ATTRIBUTES权限。

在overlapped模式下，函数能立刻返回而不必等待冗长的读写，连接操作完成，而函数调用者还可以在此时进行其他操作，

冗长的读写，连接操作完成会被移到后台运行。

write-through mode只在以字节流在管道客户端和服务端进行写操作时有效，在这种模式下，写操作函数

得在将数据写入远程管道之后才返回。管道的write-through mode在管道创建之后就不能再改变了。

而且，在服务端和客户端没相关要求。