在Windows上命名管道和OVERLAPPED

Question

我即将实现我的第一个Windows服务。该服务将连接到蓝牙适配器，并将一些命令和数据联系到单个客户端进程。 每个进程（客户端，服务器）应至少有两个线程 - 一个阻塞Read（），另一个破解业务逻辑并偶尔执行Write（）。

检查备选方案，我决定使用Named Pipes进行IPC，但我无法理解某些设置。具体做法是：

• 我希望允许同时读写。我是否需要使用FILE_FLAG_OVERLAPPED创建管道，即使我不打算在同一个线程上进行读写操作？
• 如果上述答案为“是”，我是否仍需要将OVERLAPPED结构传递给ReadFile()，WriteFile()，使用GetOverlappedResult()等？如果是这样，这背后的理性是什么？
• 让单个线程进行非阻塞读写操作有什么好处？有什么用例？

修改

我想澄清一下这个问题：

• 假设两个线程（读/写）同时访问管道，由于某些内部管道互斥锁，会阻塞另一个线程直到另一个线程完成吗？
• 设置FILE_FLAG_OVERLAPPED会改变此行为吗？

Answer 1

如果您所做的只是同时使用相同的句柄进行读写，则不需要使用FILE_FLAG_OVERLAPPED。读取或写入管道同一端的其他线程不会导致阻塞。如果你想执行异步I / O，你只需要它，显然你不需要。

如果确实使用了FILE_FLAG_OVERLAPPED，则必须通过lpOverlapped参数将有效的OVERLAPPED结构传递给ReadFile和WriteFile。如果您不使用此标志并且句柄不可搜索（例如，命名管道），则必须传递NULL。

在多线程实现上使用单线程异步I / O的一大优势是您不必担心并发问题。如果您只有一个线程，则不能有竞争条件和死锁。 （实际上在你的情况下，因为你仍然有两个线程，一个在服务器中，一个在客户端，如果你真的尝试，你仍然可能有死锁和竞争条件，但异步I / O仍然可以更容易避免它们。）

Answer 2

要启用对管道的双向访问，您必须为 dwOpenMode 参数指定PIPE_ACCESS_DUPLEX标志。 Asynchronous operation（FILE_FLAG_OVERLAPPED）并非严格要求启用双向模式。

但是，对于双向管道，建议使用异步I / O.它允许您在同一个线程上同时发出读取和写入操作（请参阅WaitForMultipleObjects）。在完成时发出任一操作信号。例如，这可以防止冗长的写入操作阻止潜在的读取，并且您能够及时响应任何一个。也许更重要的是，由于您永远不知道数据何时可用，您通常希望始终发出读取操作，而不会阻止您的线程。

CreateNamedPipe的文档中列出了这一点：

  

如果启用了[重叠]模式，则执行可能需要很长时间才能完成的读取，写入和连接操作的功能可以立即返回。此模式使启动操作的线程能够执行其他操作，同时在后台执行耗时的操作。例如，在重叠模式下，线程可以处理多个管道实例上的同时输入和输出（I / O）操作，或者在同一管道句柄上执行同时读取和写入操作。如果未启用重叠模式，则在操作完成之前，不会返回对管道句柄执行读取，写入和连接操作的函数。 ReadFileEx和WriteFileEx函数只能在重叠模式下与管道句柄一起使用。 ReadFile，WriteFile, ConnectNamedPipe和TransactNamedPipe函数可以同步执行，也可以作为重叠操作执行。