C# 程序间通信之管道通信

在 C# 中，管道通信是一种有效的进程间通信（IPC）机制。管道允许两个进程进行数据交换，可以是匿名管道，也可以是命名管道。匿名管道通常用于父子进程间的通信，而命名管道则适用于不同进程间的通信，甚至可以跨网络使用。

1. 命名管道

命名管道提供了一种持久化的通信方式，客户端和服务器可以通过一个命名的管道实例进行通信。

服务器端示例代码

csharp
using System;
using System.IO.Pipes;
using System.Text;

public class NamedPipeServer
{
    public static void Main()
    {
        using (NamedPipeServerStream pipeServer = new NamedPipeServerStream("testpipe", PipeDirection.InOut, 1, PipeTransmissionMode.Byte, PipeOptions.Asynchronous))
        {
            Console.WriteLine("Waiting for client connection...");
            pipeServer.WaitForConnection();

            Console.WriteLine("Client connected.");
            byte[] buffer = new byte[256];
            int bytesRead = pipeServer.Read(buffer, 0, buffer.Length);
            string messageFromClient = Encoding.UTF8.GetString(buffer, 0, bytesRead);
            Console.WriteLine("Received: " + messageFromClient);

            // Send response back to client
            string response = "Hello from server";
            pipeServer.Write(Encoding.UTF8.GetBytes(response), 0, response.Length);
            pipeServer.Flush();
        }
    }
}

客户端示例代码

csharp
using System;
using System.IO.Pipes;
using System.Text;

public class NamedPipeClient
{
    public static void Main()
    {
        using (NamedPipeClientStream pipeClient = new NamedPipeClientStream(".", "testpipe", PipeDirection.InOut, PipeOptions.Asynchronous))
        {
            Console.WriteLine("Connecting to server...");
            pipeClient.Connect();

            Console.WriteLine("Sending message to server...");
            string messageToSend = "Hello from client";
            pipeClient.Write(Encoding.UTF8.GetBytes(messageToSend), 0, messageToSend.Length);
            pipeClient.Flush();

            // Read response from server
            byte[] buffer = new byte[256];
            int bytesRead = pipeClient.Read(buffer, 0, buffer.Length);
            string messageFromServer = Encoding.UTF8.GetString(buffer, 0, bytesRead);
            Console.WriteLine("Received: " + messageFromServer);
        }
    }
}

2. 匿名管道

匿名管道通常用于父子进程间的通信。

父进程示例代码

csharp
using System;
using System.IO.Pipes;

public class ParentProcess
{
    public static void Main()
    {
        using (AnonymousPipeServerStream pipeServer = new AnonymousPipeServerStream(PipeDirection.Out))
        {
            using (AnonymousPipeClientStream pipeClient = new AnonymousPipeClientStream(pipeServer.GetClientHandleAsString()))
            {
                Console.WriteLine("Writing to child...");
                string message = "Hello from parent";
                byte[] buffer = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
                pipeServer.Write(buffer, 0, buffer.Length);
                pipeServer.Flush();
            }
        }
    }
}

子进程示例代码

csharp
using System;
using System.IO.Pipes;

public class ChildProcess
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        using (AnonymousPipeClientStream pipeClient = new AnonymousPipeClientStream(PipeDirection.In, args[0]))
        {
            byte[] buffer = new byte[256];
            int bytesRead = pipeClient.Read(buffer, 0, buffer.Length);
            string message = Encoding.UTF8.GetString(buffer, 0, bytesRead);
            Console.WriteLine("Received: " + message);
        }
    }
}

3. 管道通信的注意事项

• 确保管道的权限和安全设置正确，以防止未授权访问。

• 对于命名管道，确保管道名称唯一，避免冲突。

• 在使用匿名管道时，通常需要父进程创建管道并启动子进程。

• 处理管道断开和异常情况，确保资源得到释放。

结论

管道通信是 C# 中进程间通信的有效方式。通过使用命名管道和匿名管道，开发者可以在不同的进程之间传递数据。正确使用管道通信可以提高应用程序的模块化和可扩展性。

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