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            隨筆 - 74, 文章 - 0, 評論 - 26, 引用 - 0
            數(shù)據(jù)加載中……

            (轉(zhuǎn))進程通信機制

            Windows 95進程間數(shù)據(jù)通訊的實現(xiàn)技術
            1、引言
            在Windows程序中,各個進程之間常常需要交換數(shù)據(jù),進行數(shù)據(jù)通訊。WIN32 API提供了
            許多函數(shù)使我們能夠方便高效的進行進程間的通訊,通過這些函數(shù)我們可以控制不同進
            程間的數(shù)據(jù)交換,就如同在WIN16中對本地進程進行讀寫操作一樣。
            典型的WIN16兩進程可以通過共享內(nèi)存來進行數(shù)據(jù)交換:(1)進程A將GlobalAlloc(GM
            EM_SHARE...)API分配一定長度的內(nèi)存;(2)進程A將GlobalAlloc函數(shù)返回的句柄傳遞
            給進程B(通過一個登錄消息);(3)進程B對這個句柄調(diào)用GlobalLock函數(shù),并利用G
            lobalLock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,這是因為GlobalLo
            ck函數(shù)返回指向的是進程A的內(nèi)存,由于進程使用的是虛擬地址而非實際物理地址,因此
            這一指針僅與A進程有關,而于B進程無關。
            本文探討了幾種WIN32下進程之間通訊的幾種實現(xiàn)方法,讀者可以使用不同的方法以達到
            程序運行高效可靠的目的。
            2、Windows95中進程的內(nèi)存空間管理
            WIN32進程間通訊與Windows95的內(nèi)存管理有密切關系,理解Windows95的內(nèi)存管理對我們
            如下的程序設計將會有很大的幫助,下面我們討論以下Windows95中進程的內(nèi)存空間管理

            在WIN16下,所有Windows應用程序共享單一地址,任何進程都能夠?qū)@一空間中屬于共
            享單一的地址空間,任何進程都能夠?qū)@一空間中屬于其他進程的內(nèi)存進行讀寫操作,
            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,每個進程都有自己的地址空間,一個WIN32進程不能存取另一個地址的私有
            數(shù)據(jù),兩個進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
            就減少了進程之間的相互干擾。另一方面,每個WIN32進程擁有4GB的地址空間,但并不
            代表它真正擁有4GB的實際物理內(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)存于它對應,在真正可以
            使用這些地址空間之前,還要由操作系統(tǒng)提供實際的物理內(nèi)存(這個過程叫“提交”co
            mmit)。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中進程間的通訊
            在Windows 95中,為實現(xiàn)進程間平等的數(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)存映射文件實現(xiàn)WIN32進程間的通訊
            Windows95中的內(nèi)存映射文件的機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進程中保留一段內(nèi)存區(qū)域,把目標文件映射到這段虛擬內(nèi)存中。在程序?qū)崿F(xiàn)中必
            須考慮各進程之間的同步。具體實現(xiàn)步驟如下:
            首先我們在發(fā)送數(shù)據(jù)的進程中需要通過調(diào)用內(nèi)存映射API函數(shù)CreateFileMapping創(chuàng)建一
            個有名的共享內(nèi)存:
            HANDLE CreateFileMapping(
            HANDLE hFile,    // 映射文件的句柄,
            //設為0xFFFFFFFF以創(chuàng)建一個進程間共享的對象
            LPSECURITY_ATTRIBUTES lpFileMappingAttributes,    // 安全屬性
            DWORD flProtect,    // 保護方式
            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,保護方式可以是PAGE_READONLY或是PAGE_READWRITE。如果多進程都對
            同一共享內(nèi)存進行寫訪問,則必須保持相互間同步。映射文件還可以指定PAGE_WRITECO
            PY標志,可以保證其原始數(shù)據(jù)不會遭到破壞,同時允許其他進程在必要時自由的操作數(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)映射到本進程的地址空間內(nèi)。
            下面說明創(chuàng)建一個名為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");
            一旦其他進程獲得映射對象的句柄,可以象創(chuàng)建進程那樣調(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行數(shù)據(jù)讀寫操作,以達到數(shù)據(jù)通訊的目的。
            當用戶進程結束使用共享內(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(pszMySharedMapView))
            { AfxMessageBox("could not unmap view of file"); }
            3.2、利用共享內(nèi)存DLL
            共享數(shù)據(jù)DLL允許進程以類似于Windows 3.1 DLL共享數(shù)據(jù)的方式訪問讀寫數(shù)據(jù),多個進
            程都可以對該共享數(shù)據(jù)DLL進行數(shù)據(jù)操作,達到共享數(shù)據(jù)的目的。在WIN32中為建立共享
            內(nèi)存,必須執(zhí)行以下步驟:
            首先創(chuàng)建一個有名的數(shù)據(jù)區(qū)。這在Visual C++中是使用data_seg pragma宏。使用data_
            seg pragma宏必須注意數(shù)據(jù)的初始化:
            #pragma data_seg("MYSEC")
            char MySharedData[4096]={0};
            #pragma data_seg()
            然后在用戶的DEF文件中為有名的數(shù)據(jù)區(qū)設定共享屬性。
            LIBRARY TEST
            DATA READ WRITE
            SECTIONS
                .MYSEC READ WRITE SHARED
            這樣每個附屬于DLL的進程都將接受到屬于自己的數(shù)據(jù)拷貝,一個進程的數(shù)據(jù)變化并不會
            反映到其他進程的數(shù)據(jù)中。
            在DEF文件中適當?shù)剌敵鰯?shù)據(jù)。以下的DEF文件項說明了如何以常數(shù)變量的形式輸出MySh
            aredData。
            EXPORTS
                MySharedData CONSTANT
            最后在應用程序(進程)按外部變量引用共享數(shù)據(jù)。
            extern _export"C"{char * MySharedData[];}
            進程中使用該變量應注意間接引用。
            m_pStatic=(CEdit*)GetDlgItem(IDC_SHARED);
            m_pStatic->GetLine(0,*MySharedData,80);
            3.3、用于傳輸只讀數(shù)據(jù)的WM_COPYDATA
            傳輸只讀數(shù)據(jù)可以使用Win32中的WM_COPYDATA消息。該消息的主要目的是允許在進程間
            傳遞只讀數(shù)據(jù)。Windows95在通過WM_COPYDATA消息傳遞期間,不提供繼承同步方式。SD
            K文檔推薦用戶使用SendMessage函數(shù),接受方在數(shù)據(jù)拷貝完成前不返回,這樣發(fā)送方就
            不可能刪除和修改數(shù)據(jù):
            SendMessage(hwnd,WM_COPYDATA,wParam,lParam);
            其中wParam設置為包含數(shù)據(jù)的窗口的句柄。lParam指向一個COPYDATASTRUCT的結構:
            typedef struct tagCOPYDATASTRUCT{
                DWORD dwData;//用戶定義數(shù)據(jù)
                DWORD cbData;//數(shù)據(jù)大小
                PVOID lpData;//指向數(shù)據(jù)的指針
            }COPYDATASTRUCT;
            該結構用來定義用戶數(shù)據(jù)。
            3.4、直接調(diào)用ReadProcessMemory和WriteProcessMemory函數(shù)實現(xiàn)進程間通訊
            通過調(diào)用ReadProcessMemory以及WriteProcessMemory函數(shù)用戶可以按類似與Windows3.
            1的方法實現(xiàn)進程間通訊,在發(fā)送進程中分配一塊內(nèi)存存放數(shù)據(jù),可以調(diào)用GlobalAlloc
            或者VirtualAlloc函數(shù)實現(xiàn):
            pApp->m_hGlobalHandle=GlobalAlloc(GMEM_SHARE,1024);
            可以得到指針地址:
            pApp->mpszGlobalHandlePtr=(LPSTR)GlobalLock
            (pApp->m_hGlobalHandle);
            在接收進程中要用到用戶希望影響的進程的打開句柄。為了讀寫另一進程,應按如下方
            式調(diào)用OpenProcess函數(shù):
            HANDLE hTargetProcess=OpenProcess(
            STANDARD_RIGHTS_REQUIRED|
            PROCESS_VM_REDA|
            PROCESS_VM_WRITE|
            PROCESS_VM_OPERATION,//訪問權限
            FALSE,//繼承關系
            dwProcessID);//進程ID
            為保證OpenProcess函數(shù)調(diào)用成功,用戶所影響的進程必須由上述標志創(chuàng)建。
            一旦用戶獲得一個進程的有效句柄,就可以調(diào)用ReadProcessMemory函數(shù)讀取該進程的內(nèi)
            存:
            BOOL ReadProcessMemory(
            HANDLE hProcess,    // 進程指針
            LPCVOID lpBaseAddress,    // 數(shù)據(jù)塊的首地址
            LPVOID lpBuffer,    // 讀取數(shù)據(jù)所需緩沖區(qū)
            DWORD cbRead,    // 要讀取的字節(jié)數(shù)
            LPDWORD lpNumberOfBytesRead
            );
            使用同樣的句柄也可以寫入該進程的內(nèi)存:
            BOOL WriteProcessMemory(
            HANDLE hProcess,    // 進程指針
            LPVOID lpBaseAddress,    // 要寫入的首地址
            LPVOID lpBuffer,    // 緩沖區(qū)地址
            DWORD cbWrite,    // 要寫的字節(jié)數(shù)
            LPDWORD lpNumberOfBytesWritten
            );
            如下所示是讀寫另一進程的共享內(nèi)存中的數(shù)據(jù):
            ReadProcessMemory((HANDLE)hTargetProcess,
            (LPSTR)lpsz,m_strGlobal.GetBuffer(_MAX_FIELD),
            _MAX_FIELD,&cb);
            WriteProcessMemory((HANDLE)hTargetProcess,
            (LPSTR)lpsz,(LPSTR)STARS,
            m_strGlobal.GetLength(),&cb);
            4、進程之間的消息發(fā)送與接收
            在實際應用中進程之間需要發(fā)送和接收Windows消息來通知進程間相互通訊,發(fā)送方發(fā)送
            通訊的消息以通知接收方,接收方在收到發(fā)送方的消息后就可以對內(nèi)存進行讀寫操作。

            我們在程序設計中采用Windows注冊消息進行消息傳遞,首先在發(fā)送進程初始化過程中進
            行消息注冊:
            m_nMsgMapped=::RegisterWindowsMessage("Mapped");
            m_nMsgHandle=::RegisterWindowsMessage("Handle");
            m_nMsgShared=::RegisterWindowsMessage("Shared");
            在程序運行中向接收進程發(fā)送消息:
            CWnd* pWndRecv=FindWindow(lpClassName,"Receive");
            pWndRecv->SendMessage(m_MsgMapped,0,0);
            pWndRecv->SendMessage(m_nMsgHandle,
            (UINT)GetCurrentProcessID(),(LONG)pApp->m_hGlobalHandle);
            pWndRecv->SendMessage(m_nMsgShared,0,0);
            可以按如下方式發(fā)送WM_COPYDATA消息:
            static COPYDATASTRUCT cds;//用戶存放數(shù)據(jù)
            pWnd->SendMessage(WM_COPYDATA,NULL,(LONG)&cds);
            接收方進程初始化也必須進行消息注冊:
            UNIT CRecvApp:: m_nMsgMapped=::RegisterWindowsMessage("Mapped");
            UNIT CRecvApp::m_nMsgHandle=::RegisterWindowsMessage("Handle");
            UNIT CRecvApp::m_nMsgShared=::RegisterWindowsMessage("Shared");
            同時映射消息函數(shù)如下:
            ON_REGISTERED_MASSAGE(CRecvApp::m_nMsgMapped,OnRegMsgMapped)
            ON_REGISTERED_MASSAGE(CRecvApp::m_nMsgHandle,OnRegMsgHandle)
            ON_REGISTERED_MASSAGE(CRecvApp::m_nMsgShared,OnRegMsgShared)
            在這些消息函數(shù)我們就可以采用上述技術實現(xiàn)接收進程中數(shù)據(jù)的讀寫操作了。
            5、結束語
            從以上分析中我們可以看出Windows95的內(nèi)存管理與Windows 3.x相比有很多的不同,對
            進程之間的通訊有較為嚴格的限制。這就確保了任何故障程序無法意外地寫入用戶的地
            址空間,而用戶則可根據(jù)實際情況靈活地進行進程間的數(shù)據(jù)通訊,從這一點上來講Wind
            ows95增強應用程序的強壯性。
            參考文獻:
            1、 David J.Kruglinski, Visual C++技術內(nèi)幕, 北京:清華大學出版社,1995.
            2、 Microsoft Co. Visual C++ 5.0 On Line Help.

            posted on 2007-12-13 15:50 井泉 閱讀(762) 評論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: C++

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