第２４２章 匿名パイプ(サーバー側)

今回からはパイプについて少しやります。パイプとはプロセスとプロセスとをつなぐ まさにパイプのようなものです。パイプを通してプロセス間で通信を行うことができます。 これには、匿名パイプと名前付パイプがあります。パイプを作るプロセスをサーバーと呼び、 他のプロセスをクライアントと呼ぶことがあります。匿名パイプではサーバーからクライアント、 またはクライアントからサーバーのどちらか一方向だけの通信となります。 また、ネットワーク上の他のコンピュータのプロセスとは通信できません。

匿名パイプの作り方を次に示します。

１．CreatePipe 関数で匿名パイプを作る(read, writeハンドルを受け取る)
２．read, writeハンドルのどちらか一方をクライアントに送る(通常「継承」を使う)

SECURITY_ATTRIBUTES sa;
STARTUPINFO si;
PROCESS_INFORMATION pi;
HANDLE hRead, hWrite;
...
sa.bInheritHandle = TRUE;
...
CreatePipe(&hRead, &hWrite, &sa, 0);

//このあとすぐにCreateProcess関数を呼ぶと
//read, writeハンドルの両方が継承されてしまう
//子供は読むだけなのでhWriteが継承されてはまずい
//hWriteを継承できないようにするため
//DuplicateHandle関数を使う
...
DuplicateHandle(
    GetCurrentProcess(),//ソースプロセス
    hWrite,//オリジナルハンドル
    GetCurrentProcess(),//行き先プロセス
    NULL,//複製ハンドルのポインタ　NULLなので新規には作らない
    0,//アクセス権
    FALSE,//継承しない
    DUPLICATE_SAME_ACCESS);//５番目の引数を無視する
...
si.dwFlags = STARTF_USESTDHANDLES;
si.hStdInput = hRead;
si.hStdOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
si.hStdError = GetStdHandle(STD_ERROR_HANDLE);
...
CreateProcess(image, command line, NULL, NULL, TRUE, 0, NULL, NULL, &si, &pi);
...
hProcess = pi.hProcess;
CloseHandle(pi.hThread);
CloseHandle(hRead);

BOOL CreatePipe(
  PHANDLE hReadPipe,
  PHANDLE hWritePipe,
  LPSECURITY_ATTRIBUTES hWritePipe,
  DWORD nSize
);

hReadPipeにはreadハンドルのポインタを指定します。
hWritePipeにはwriteハンドルのポインタを指定します。
hWritePipeにはSECURITY_ATTRIBUTES構造体へのポインタを指定します。 これによりハンドルを継承するかどうかを決めます。
nSizeにはパイプのバッファサイズを指定します。0にするとデフォルトの値が使われます。

BOOL DuplicateHandle(
  HANDLE hSourceProcessHandle,  // ソースプロセス
  HANDLE hSourceHandle,         // 複製するオリジナルハンドル
  HANDLE hTargetProcessHandle,  // コピー先プロセス
  LPHANDLE lpTargetHandle,  // 複製ハンドルのポインタ
  DWORD dwDesiredAccess,    // アクセス権
  BOOL bInheritHandle,      // 継承するかどうか
  DWORD dwOptions           // オプション
);

HANDLE GetStdHandle(
  DWORD nStdHandle 
);

nStdHandleには、STD_INPUT_HANDLE, STD_OUTPUT_HANDLE, STD_ERROR_HANDLE のいずれかを指定します。

失敗したときはINVALID_HANDLE_VALUEが返されます。

たとえば、

hOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);

WriteFile(hOutput, szStr, strlen(szStr), &dwWritten, NULL);

とすればコンソールにszStrの内容が表示されます。

では、プログラムを見てみましょう。今回は親プロセスを作ります。 メニューの「プロセス」「子プロセスを起動」で子供プロセスと匿名ハンドルを 作ります。子供プロセスはまだ作っていないので、実際にはエラーとなります。 (次章で子供プロセスを作ります。)

メニューの「プロセス」「パイプに書き込み」でダイアログボックスが 出現します。このダイアログボックスのエディットコントロールに 文字列を書いて、「OK」ボタンを押すとその文字列がパイプに書き込まれます。

// process02.rcの一部

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//
// Menu
//

MYMENU MENU DISCARDABLE 
BEGIN
    POPUP "ファイル(&F)"
    BEGIN
        MENUITEM "終了(&X)",                    IDM_END
    END
    POPUP "プロセス(&P)"
    BEGIN
        MENUITEM "子プロセスを起動(&C)",        IDM_PRO
        MENUITEM "パイプに書き込む(&W)",        IDM_WRITE
    END
END

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//
// Dialog
//

MYDLG DIALOG DISCARDABLE  0, 0, 187, 81
STYLE DS_MODALFRAME | WS_POPUP | WS_CAPTION | WS_SYSMENU
CAPTION "書き込み"
FONT 9, "ＭＳ Ｐゴシック"
BEGIN
    EDITTEXT        IDC_EDIT1,7,7,173,52,ES_MULTILINE | ES_AUTOHSCROLL | 
                    ES_WANTRETURN
    DEFPUSHBUTTON   "OK",IDOK,7,60,50,14
    PUSHBUTTON      "ｷｬﾝｾﾙ",IDCANCEL,130,60,50,14
END

//        process02.cpp

#ifndef STRICT
    #define STRICT
#endif
#include <windows.h>
#include <windowsx.h>
#include "resource.h"

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);
LRESULT CALLBACK DlgProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);
ATOM InitApp(HINSTANCE);
BOOL InitInstance(HINSTANCE, int);
void MyChildProcess(HWND);

HANDLE hWrite, hProcess;
char szBuf[256];
HINSTANCE hInst;

char szClassName[] = "process02";    //ウィンドウクラス

int WINAPI WinMain(HINSTANCE hCurInst, HINSTANCE hPrevInst,
                   LPSTR lpsCmdLine, int nCmdShow)
{
    MSG msg;
    
    hInst = hCurInst;
    if (!InitApp(hCurInst))
        return FALSE;
    if (!InitInstance(hCurInst, nCmdShow)) 
        return FALSE;
    while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0)) {
        TranslateMessage(&msg);
        DispatchMessage(&msg);
    }
    return msg.wParam;
}

//ウィンドウ・クラスの登録

ATOM InitApp(HINSTANCE hInst)
{
    WNDCLASSEX wc;
    wc.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);
    wc.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
    wc.lpfnWndProc = WndProc;    //プロシージャ名
    wc.cbClsExtra = 0;
    wc.cbWndExtra = 0;
    wc.hInstance = hInst;//インスタンス
    wc.hIcon = LoadIcon(NULL, IDI_APPLICATION);
    wc.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
    wc.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject(WHITE_BRUSH);
    wc.lpszMenuName = "MYMENU";    //メニュー名
    wc.lpszClassName = (LPCSTR)szClassName;
    wc.hIconSm = LoadIcon(NULL, IDI_APPLICATION);
    return (RegisterClassEx(&wc));
}

//ウィンドウの生成

BOOL InitInstance(HINSTANCE hInst, int nCmdShow)
{
    HWND hWnd;

    hWnd = CreateWindow(szClassName,
            "猫でもわかるプロセス", //タイトルバーにこの名前が表示されます
            WS_OVERLAPPEDWINDOW, //ウィンドウの種類
            CW_USEDEFAULT,    //Ｘ座標
            CW_USEDEFAULT,    //Ｙ座標
            CW_USEDEFAULT,    //幅
            CW_USEDEFAULT,    //高さ
            NULL, //親ウィンドウのハンドル、親を作るときはNULL
            NULL, //メニューハンドル、クラスメニューを使うときはNULL
            hInst, //インスタンスハンドル
            NULL);
    if (!hWnd)
        return FALSE;
    ShowWindow(hWnd, nCmdShow);
    UpdateWindow(hWnd);
    return TRUE;
}

//ウィンドウプロシージャ

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT msg, WPARAM wp, LPARAM lp)
{
    int id;
    static HMENU hMenu;

    switch (msg) {
        case WM_CREATE:
            hMenu = GetMenu(hWnd);
            break;
        case WM_INITMENU:
            if (hWrite) {
                EnableMenuItem(hMenu, IDM_PRO, MF_GRAYED | MF_BYCOMMAND);
                EnableMenuItem(hMenu, IDM_WRITE, MF_ENABLED | MF_BYCOMMAND);
            } else {
                EnableMenuItem(hMenu, IDM_PRO, MF_ENABLED | MF_BYCOMMAND);
                EnableMenuItem(hMenu, IDM_WRITE, MF_GRAYED | MF_BYCOMMAND);
            }
            break;
        case WM_COMMAND:
            switch (LOWORD(wp)) {
                case IDM_WRITE:
                    DialogBox(hInst, "MYDLG", hWnd, (DLGPROC)DlgProc);
                    break;
                case IDM_END:
                    SendMessage(hWnd, WM_CLOSE, 0, 0);
                    break;
                case IDM_PRO:
                    MyChildProcess(hWnd);
                    break;
            }
            break;
        case WM_CLOSE:
            id = MessageBox(hWnd,
                "終了してもよいですか",
                "終了確認",
                MB_YESNO | MB_ICONQUESTION);
            if (id == IDYES) {
                if (hProcess)
                    CloseHandle(hProcess);
                if (hWrite)
                    CloseHandle(hWrite);
                DestroyWindow(hWnd);
            }
            break;
        case WM_DESTROY:
            PostQuitMessage(0);
            break;
        default:
            return (DefWindowProc(hWnd, msg, wp, lp));
    }
    return 0;
}

WM_INITMENUメッセージが来たらhWriteによって場合わけをしています。 これが有効なら「子プロセスを起動」を使用可能に、「パイプに書き込む」を 使用不可能にします。hWriteがNULLならこの反対です。

メニューでIDM_WRITEが選択されたらダイアログボックスを出します。

IDM_PROが選択されたらMyChildProcess関数を呼んで匿名パイプと子プロセスを作ります。

このプログラムの終了時にhProcessとhWriteをCloseHandleで閉じます。

void MyChildProcess(HWND hWnd)
{
    HANDLE hRead;
    SECURITY_ATTRIBUTES sa;
    STARTUPINFO si;
    PROCESS_INFORMATION pi;

    sa.nLength = sizeof(SECURITY_ATTRIBUTES);
    sa.lpSecurityDescriptor = NULL;
    sa.bInheritHandle = TRUE;

    if (!CreatePipe(&hRead, &hWrite, &sa, 0)) {
        MessageBox(hWnd, "パイプの作成に失敗しました", "Error", MB_OK);
        return;
    }
    if (!DuplicateHandle(GetCurrentProcess(), //ソースプロセス
            hWrite, //duplicateするハンドル(オリジナルハンドル)
            GetCurrentProcess(), //ターゲットプロセス(行先)
            NULL, //複製ハンドルへのポインタ(コピーハンドル)
            0, //アクセス権
            FALSE, //子供がハンドルを継承するかどうか
            DUPLICATE_SAME_ACCESS)) { //オプション
                MessageBox(hWnd, "DuplicateHandle Error", "Error", MB_OK);
                CloseHandle(hWrite);
                CloseHandle(hRead);
                hWrite = NULL;
                return;
    }

    memset(&si, 0, sizeof(STARTUPINFO));
    si.cb = sizeof(STARTUPINFO);
    si.dwFlags = STARTF_USESTDHANDLES;
    si.hStdInput = hRead;
    si.hStdOutput = GetStdHandle( STD_OUTPUT_HANDLE );
    si.hStdError = GetStdHandle( STD_ERROR_HANDLE );

    if (!CreateProcess(NULL, "process02x.exe", NULL, NULL, TRUE, 0, NULL, NULL, &si, &pi)) {
        MessageBox(hWnd, "CreateProcess Error", "Error", MB_OK);
        CloseHandle(hWrite);
        hWrite = NULL;
        return;
    } 

    hProcess = pi.hProcess;
    CloseHandle(pi.hThread);
    CloseHandle(hRead);

    return;
}

LRESULT CALLBACK DlgProc(HWND hDlg, UINT msg, WPARAM wp, LPARAM lp)
{
    DWORD dwResult, dwError;

    switch (msg) {
        case WM_INITDIALOG:
            SetFocus(GetDlgItem(hDlg, IDC_EDIT1));
            return TRUE;
        case WM_COMMAND:
            switch (LOWORD(wp)) {
                case IDOK:
                    Edit_GetText(GetDlgItem(hDlg, IDC_EDIT1), szBuf, sizeof(szBuf));
                    if (!WriteFile(hWrite, szBuf, sizeof(szBuf), &dwResult, NULL)) {
                        dwError = GetLastError();
                        if (dwError == ERROR_BROKEN_PIPE || dwError == ERROR_NO_DATA) {
                            MessageBox(hDlg, "パイプがありません", "Error", MB_OK);
                        } else {
                            MessageBox(hDlg, "何らかのエラーです", "Error", MB_OK);
                        }
                        CloseHandle(hWrite);
                        hWrite = NULL;
                        CloseHandle(hProcess);
                        hProcess = NULL;
                    }
                    EndDialog(hDlg, IDOK);
                    return TRUE;
                case IDCANCEL:
                    EndDialog(hDlg, IDCANCEL);
                    return TRUE;
            }
            return FALSE;
    }
    return FALSE;
}

「OK」ボタンが押されるとエディットコントロールの文字列が読み出されて WriteFile関数でパイプに書き込まれます。パイプに書き込むにはWriteFile関数を 使います。書き込みが失敗したときはGetLastError関数でエラーの原因を調査します。 エラーが起こった場合hWriteやhProcessをCloseHandleで閉じて、NULLにしておきます。

さて、今回は匿名パイプのサーバー側を作りました。クライアント側はそれほど難しくないので 作ってみてください。このとき名前をprocess02x.exeにしておき、このプログラムのexeのある ディレクトリに置いておきます。