重定向子进程控制台程序的输入输出
重定向所做的工作都在父进程,但需要子进程遵守下面的规则：
子进程程序在输出代码后,等待输入之前需要调用fflush(stdout)函数，这样把输出的内容放入缓冲区，父进程才能及时的读到输出数据。
不遵守以上规则就没办法实现有效的交互了，cmd.exe是遵守这个规则的典范,大部分控制台程序都不遵守这个规则。今天我试图给Google的V8 Javascript 的Shell搞一个GUI，方便我输入Javascript程序，就遇到了v8_shell不遵守这个的问题。好在有源代码，研究了一下，加上两个fflush(stdout)就行了。
还有一个需要注意的就是，在向子进程的stdin写内容时，一定要在最后加上"\r\n"，否则直到父进程终止时子进程才能收到这些输入，这时已经太晚了。这很奇怪，但确实如此。加上fflush(stdin)应该会更加保险。
MSDN的CreatePipe函数的Examples的链接内容对于这个主题也有讲述，但不够清晰扼要。
CodeProject也有个例子，能够正确运行，但建议你用cmd.exe做子进程进行试验。管道是一种有两个端点的通信通道。你使用管道在两个进程间或同一进程内交换数据。它有点像手提对讲机，双方一人一个就可以通话了。
存在两种管道：匿名管道和命名管道。匿名管道是匿名的，使用时你无需知道它的名字。命名管道相反，使用时你必须知道它的名字。另一种分类：单向管道和双向管道。单向管道数据流式单向的，像发传真；双向管道数据流是双向的，像打电话。匿名管道总是单向的，命名管道可以是单向或双向的。命名管道可以用在网络环境，服务器通过它连接到几个客户。在本教材，我们详细研究匿名管道。匿名管道用于父子进程间的通信，或子进程间的通信。当你处理控制台程序时，匿名管道真的很有用。控制台程序类似于DOS窗口，但是它是完全的32位Windows程序，可以使用任何GUI函数，只不过它比通常的GUI程序多了一个控制台而已。控制台程序有三个句柄，标准输入、标准输出、错误输出。你可以调用GetStdHandle获得控制台程序的三个句柄。GUI程序没有控制台，如果你调用GetStdHandle，会返回错误。如果你想在GUI程序中使用控制台，那么可以使用AllocConsole，用完后请调用FreeConsole。匿名管道常用于重定向控制台子进程的输入输入，父进程可以是控制台或GUI程序。我们可以替换控制台程序的输入和输出，而那个控制台程序浑然不觉。引用面向对象编程的术语，这是一种多态。这种方法很强大，我们无需对子进程做任何改变。另外你要知道的是控制台程序从哪里获得那些标准句柄。当控制台进程被创建时，父进程有两个选择：为子进程创建一个新的控制台，或者让子进程继承它的控制台。介绍一下CreatePipe函数，该函数用于创建匿名管道。BOOL WINAPI CreatePipe( __out PHANDLE hReadPipe, __out PHANDLE hWritePipe, __in_opt LPSECURITY_ATTRIBUTES lpPipeAttributes, __in DWORD nSize);hReadPipe 接受管道读句柄的变量指针hWritePipe 接受管道写句柄的变量指针lpPipeAttributes 安全属性，决定子进程是否可以继承返回的读写句柄nSize 管道保留使用的缓冲大小，这仅仅是一个建议大小，你可以使用NULL表示使用缺省大小。如果调用成功，返回值非0，否则，返回值为0。如果调用成功，你会得到两个句柄，一头用于读，一头用于写。下面我列出重定向子进程标准输出到父进程的步骤，我们使用GUI做为父进程，因为这更有意义。1 使用CreatePipe创建一个匿名管道。不要忘记设置SECURITY_ATTRIBUTES的bInheritable成员为TRUE，这样子进程就可以继承这些句柄。
2 调用CreateProcess创建子进程。我们需要准备CreateProcess函数的STARTUPINFO参数 cb : STARTUPINFO结构体的大小。 dwFlags : flag枚举。为了达到目的，我们应该使用STARTF_USESHOWWINDOW | STARTF_USESTDHANDLES hStdOutput and hStdError : 你希望子进程使用的标准输出和错误输出的句柄。为了达到目的，我们把这个管道的写端用于子进程的标准输出和错误输出。这样当子进程输出错误和其他信息时，实际是在向管道写入。 wShowWindow 决定窗口的显示状态。为了达到目的，我们使用SW_HIDE来隐藏控制台窗口。 子进程创建后，是处于休眠状态的。3 使用CloseHandle关闭管道的写句柄。这是必须的。父进程不使用这个句柄，如果存在多个写句柄，那么管道不会工作。但是，不要在调用CreateProcess前关闭管道的写句柄，否则管道就作废了。你应该在CreateProcess调用返回后，从读管道端读取子进程的数据之前关闭管道。4 使用ReadFile从读管道端读取数据。在你调用ReadFile后，子进程会开始运行。你可以把读数据想象为用吸管喝饮料。你一直使用ReadFile读数据，直到它返回0。对于读来的数据，你想怎样就怎样，比如放进一个Edit控件。5 最后，关闭读管道句柄。
Windows管道(Pipe)重定向stdout,stderr,stdin
stdin是标准输入，stdout是标准输出，stderr是标准错误输出。
大多数的命令行程序从stdin输入，输出到stdout或stderr，有时我们需要重定向stdout,stderr,stdin。比如：将输出写入文件，又或者我们要将命令行程序输出结果显示到Windows对话框中。在Windows编程中，重定向需要用到管道(Pipe)的概念。管道是一种用于在进程间共享数据的机制。一个管道类似于一个管子的两端，一端是写入的，一端是读出的。由一个进程从写入端写入、另一个进程从读出端读出，从而实现通信，就向一个“管道”一样。
重定向的原理是：
首先声明两个概念：主程序(重定向的操纵者)、子进程(被重定向的子进程)
如果要重定位stdout的话，先生成一个管道， 管道的写入端交给子进程去写，主程序从管道的读出端读数据，然后可以把数据写成文件、显示等等。重定向stderr和stdout是相同的。
同理，要重定向stdin的话，生成一个管道， 管道的写入端由主程序写，子进程从管道的读出端读数据。
其中需要用到几个Windows API : CreatePipe, DuplicateHandle, CreateProcess, ReadFile, WriteFile 等，函数详解可参见MSDN.
一、编程实现原理 ( C语言)- #include <windows.h>
- //定义句柄: 构成stdin管道的两端句柄
- HANDLE hStdInRead; //子进程用的stdin的读入端
- HANDLE hStdInWrite; //主程序用的stdin的读入端
- //定义句柄: 构成stdout管道的两端句柄
- HANDLE hStdOutRead; ///主程序用的stdout的读入端
- HANDLE hStdOutWrite; ///子进程用的stdout的写入端
- //定义句柄: 构成stderr管道的句柄，由于stderr一般等于stdout,我们没有定义hStdErrRead，直接用hStdOutRead即可
- HANDLE hStdErrWrite; ///子进程用的stderr的写入端
- //定义一个用于产生子进程的STARTUPINFO结构体 （定义见CreateProcess,函数说明）
- STARTUPINFO siStartInfo;
- //定义一个用于产生子进程的PROCESS_INFORMATION结构体 （定义见CreateProcess,函数说明）
- PROCESS_INFORMATION piProcInfo;
- //产生一个用于stdin的管道，得到两个HANDLE: hStdInRead用于子进程读出数据，hStdInWrite用于主程序写入数据
- //其中saAttr是一个STARTUPINFO结构体，定义见CreatePipe函数说明
- if (!CreatePipe(&hStdInRead, &hStdInWrite,&saAttr, 0))
- return;
- //产生一个用于stdout的管道，得到两个HANDLE: hStdInRead用于主程序读出数据，hStdInWrite用于子程序写入数据
- if (!CreatePipe(&hStdOutRead, &hStdOutWrite,&saAttr, 0))
- return;
- //由于stderr一般就是stdout, 直接复制句柄hStdOutWrite，得到 hStdErrWrite
- if (!DuplicateHandle(GetCurrentProcess(), hStdOutWrite, GetCurrentProcess(), &hStdErrWrite, 0, TRUE, DUPLICATE_SAME_ACCESS))
- return;
- //对STARTUPINFO结构体赋值，对stdin,stdout,stderr的Handle设置为刚才得到的管道HANDLE
- ZeroMemory( &siStartInfo, sizeof(STARTUPINFO) );
- siStartInfo.cb = sizeof(STARTUPINFO);
- siStartInfo.dwFlags |= STARTF_USESHOWWINDOW;
- siStartInfo.dwFlags |= STARTF_USESTDHANDLES;
- siStartInfo.hStdOutput = hStdOutWrite; //意思是：子进程的stdout输出到hStdOutWrite
- siStartInfo.hStdError = hStdErrWrite; //意思是：子进程的stderr输出到hStdErrWrite
- siStartInfo.hStdInput = hStdInRead;
- // 产生子进程，具体参数说明见CreateProcess函数
- bSuccess = CreateProcess(NULL,
- CommandLine, // 子进程的命令行
- NULL, // process security attributes
- NULL, // primary thread security attributes
- TRUE, // handles are inherited
- 0, // creation flags
- NULL, // use parent's environment
- NULL, // use parent's current directory
- &siStartInfo, // STARTUPINFO pointer
- &piProcInfo); // receives PROCESS_INFORMATION
- //如果失败，退出
- if (!bSuccess ) return;
- //然后，就可以读写管道了
- //写入stdin，具体代码在一个WriteToPipe函数中
- WriteToPipe();
- //不断子检测进程有否结束
- while (GetExitCodeProcess(piProcInfo.hProcess,&process_exit_code))
- {
- //读stdout,stderr
- ReadFromPipe();
- //如果子进程结束，退出循环
- if (process_exit_code!=STILL_ACTIVE) break;
- }
- //写入stdin
- BOOL WriteToPipe()
- {
- DWORD dwWritten;
- BOOL bSuccess = FALSE;
- //用WriteFile，从hStdInWrite写入数据，数据在in_buffer中，长度为dwSize
- bSuccess = WriteFile( hStdInWrite, in_buffer, dwSize, &dwWritten, NULL);
- return bSuccess;
- }
- // 读出stdout
- BOOL ReadFromPipe()
- {
- char out_buffer[4096];
- DWORD dwRead;
- BOOL bSuccess = FALSE;
- //用WriteFile，从hStdOutRead读出子进程stdout输出的数据，数据结果在out_buffer中，长度为dwRead
- bSuccess = ReadFile( hStdOutRead, out_buffer, BUFSIZE, &dwRead, NULL);
- if ((bSuccess) && (dwRead!=0)) //如果成功了，且长度>0
- {
- // 此处加入你自己的代码
- // 比如：将数据写入文件或显示到窗口中
- }
- return bSuccess;
- }
上述过程有些麻烦，实际使用中，我封装成几个函数:
首先定义三个回调函数 (就是函数指针类型)
//当stdin输入时，调用此函数。将要写的数据写入buf中，*p_size写为数据长度即可。
typedef void FuncIn(char *buf,int *p_size);//当stdout,stderr输出时，调用此函数。可读取的数据在buf中，数据长度为size。
typedef void FuncOut(char *buf,int size);//当子进程持续过程中，周期性调用此函数，设置p_abort可中断子进程。
typedef void FuncProcessing(int *p_abort);然后定义了四个函数
//执行一个命令行，重定向stdin, stdout,stderr。
//OnStdOut是回调函数指针，当有输出时，OnStdOut被调用。//OnStdIn是回调函数指针，当输入时，OnStdIn被调用。int ExecCommandEx(char *szCommandLine,char *CurrentDirectory,char *Environment,unsigned short ShowWindow, FuncOut *OnStdOut,FuncProcessing *OnProcessing,FuncIn *OnStdIn);//执行一个命令行，重定向stdout,stderr。
//OnLineOut是回调函数指针，当有一行输出时，OnLineOut被调用。int ExecCommandOutput(char *szCommandLine,char *Environment,unsigned short ShowWindow, FuncOut *OnLineOut,FuncProcessing *OnProcessing);//执行一个命令行，等待子进程结束，返回子进程的程序退出代码。不处理重定向。
int ExecCommandWait(char *szCommandLine,unsigned short ShowWindow,FuncProcessing *OnProcessing);//执行一个命令行，不等待子进程结束，即返回。不处理重定向。功能相当于 Windows API WinExec.
int ExecCommandNoWait(char *szCommandLine,unsigned short ShowWindow); 还定义了一个存储数据的EXEC_INFO结构体及操作它的函数。全部代码为C语言，在JExecution.c, JExecution.h两个文件中。只用到了Windows API，没有用MFC及其他库。
三、使用方法有了JExecution.c，使用就很方便了。比如：
- #include <stdio.h>
- #include <windows.h>
- #include "JExecution.h"
- //定义一个处理输出的回调函数
- void OnLineOut(char *buf,int size)
- {
- printf("%s\n", buf);
- }
- int main(int argc, char* argv[])
- {
- int n;
- char *command;
- command = "cmd.exe /r dir/w "; //这个命令的意思就是调用DOS，执行dir命令，显示当前目前下的文件
- n=ExecCommandOutput(command,NULL,SW_HIDE,OnLineOut,NULL);
- printf("<Return:>%d",n);
- }