C#使用命名管道Pipe进行进程通信实例详解

下面我会给出一份完整的“C#使用命名管道Pipe进行进程通信实例详解”的攻略。

1. 什么是命名管道

命名管道（Named Pipe）是一种进程间通信（IPC）的方式，通过以名称命名的管道进行数据交换，起到了进程之间传输数据的作用。

命名管道通过文件系统创建，并且在创建的时候必须指定管道的名称。该名称由一些不包含任何非法字符的字符组成（例如，反斜杠 "\")。生成的管道具有唯一性，它将始终在操作系统中存在，直到被删除或系统重新启动。

命名管道是双向、同步、面向连接的管道，也就是说，通过命名管道传输的数据既可以是从服务端向客户端发送，也可以是从客户端向服务端发送，而且数据的发送和接收是同步的，客户端和服务端通过连接进行通信。

2. 命名管道的使用

命名管道是一种很常见的进程间通信方式，在 .NET 中提供了 System.IO.Pipes 名称空间用于实现命名管道通信，主要包含以下类：

• NamedPipeServerStream：服务端以管道模式创建的侦听器。
• NamedPipeClientStream：客户端以管道模式连接服务端的机制。
• PipeStream：所有命名管道的抽象基类，既可以是服务端也可以是客户端使用。
• PipeDirection：定义命名管道的方向。可以指示管道是使用单向或双向连接。
• PipeOptions：定义用于创建命名管道的选项的枚举。
• PipeTransmissionMode：定义用于命名管道的传输模式的枚举。

3. 示例1：创建一个简单的命名管道通信

接下来我们就来看一下，如何使用命名管道实现进程之间的通信。

// 服务端代码
NamedPipeServerStream server = new NamedPipeServerStream("test_pipe");
server.WaitForConnection();
StreamReader reader = new StreamReader(server);
StreamWriter writer = new StreamWriter(server);
writer.WriteLine("Hello from server!");
writer.Flush();
string line = reader.ReadLine();
Console.WriteLine(line);

// 客户端代码
NamedPipeClientStream client = new NamedPipeClientStream(".", "test_pipe", PipeDirection.InOut);
client.Connect();
StreamReader reader = new StreamReader(client);
StreamWriter writer = new StreamWriter(client);
string line = reader.ReadLine();
Console.WriteLine(line);
writer.WriteLine("Hello from client!");
writer.Flush();

在以上代码中，我们建立了一个名为 test_pipe 的命名管道，服务端与客户端通过该管道进行通信。具体来说，服务端使用 NamedPipeServerStream 类创建管道，并等待客户端的连接。连接建立后，服务端发送“Hello from server!”的内容给客户端，然后等待客户端发送回复。客户端使用 NamedPipeClientStream 连接至服务端，并发送“Hello from client!”的内容给服务端，等待服务端的回复。

在以上流程中，可以看出，客户端需要明确指定信道的名称，以便连接到服务端的同一命名管道。另外，所有的管道通信最好都是要在 finally 块中关闭连接。这可以通过将 NamedPipeServerStream 和 NamedPipeClientStream 包装在 using 块中来实现。

4. 示例2：基于命名管道的简单聊天室

下面来做一个比较实用的命名管道的示例，这次我们将会实现一个基于命名管道的简单聊天室。

// 服务端代码
class ChatServer
{
    private NamedPipeServerStream server;
    private StreamReader reader;
    private StreamWriter writer;

    public ChatServer()
    {
        server = new NamedPipeServerStream("chat_pipe");
        reader = new StreamReader(server);
        writer = new StreamWriter(server);
    }

    public void Start()
    {
        server.WaitForConnection();
        writer.WriteLine("Welcome to ChatRoom!");
        writer.Flush();
        new Thread(ReceiveMessage).Start();
    }

    private void ReceiveMessage()
    {
        while (true)
        {
            string message = reader.ReadLine();
            Console.WriteLine("Client: " + message);
        }
    }

    public void SendMessage(string message)
    {
        writer.WriteLine(message);
        writer.Flush();
    }

    public void Stop()
    {
        reader.Close();
        writer.Close();
        server.Close();
    }
}

// 客户端代码
class ChatClient
{
    private NamedPipeClientStream client;
    private StreamReader reader;
    private StreamWriter writer;

    public ChatClient()
    {
        client = new NamedPipeClientStream(".", "chat_pipe", PipeDirection.InOut);
        reader = new StreamReader(client);
        writer = new StreamWriter(client);
    }

    public void Start()
    {
        client.Connect();
        writer.WriteLine("Join ChatRoom!");
        writer.Flush();
        new Thread(ReceiveMessage).Start();
    }

    private void ReceiveMessage()
    {
        while (true)
        {
            string message = reader.ReadLine();
            Console.WriteLine("Server: " + message);
        }
    }

    public void SendMessage(string message)
    {
        writer.WriteLine(message);
        writer.Flush();
    }

    public void Stop()
    {
        reader.Close();
        writer.Close();
        client.Close();
    }
}

在以上代码中，我们定义了两个类 ChatServer 和 ChatClient，用于实现命名管道聊天室的核心功能。ChatServer 类用于启动服务端的管道监听，接收客户端发送的消息，并将其输出到控制台，以及向客户端发送消息以应答客户端。ChatClient 类用于连接到服务端的管道，并发送消息，监听服务端发送的消息，将其输出到控制台。

使用命名管道实现聊天室的方式，类似于实现简单的命令行程序。服务端和客户端通过管道通信，实现了一种基于管道的“聊天室”。

5. 总结

到此我们就讲解完了 C# 使用命名管道 Pipe 进行进程通信实例详解的攻略。在命名管道的使用中，需要注意线程同步问题以及连接关闭问题等等，这些问题都需要程序员进行严密处理。但是，相比于其他进程间通讯方式而言，命名管道的使用简单快捷，很容易实现。