进程间通讯 --- 命名管道

引言

前段时间，因新项目是的 x64 的，而老项目是 x86 的，新老项目又有一个共用的底层库是 x86 的，本来我新项目编译为any CPU 时在调用公共底层库也是没问题的，但是还有一个用于连接仪器的外部 c++ 库文件是 x64 ，此时 any cpu 的新项目， x86 底层库，加一个 x64 的外部 c++ 库，此时这个 c++ 库文件就无法使用了，为了糅合这种情况，也为了把公共底层库剥离出来（因为后续新项目仍然会用该库），想办法采用进程间通讯的方式，来解决这一问题

命名管道简介

注意

以下内容来自AI

命名管道（Named Pipe）是一种用于进程间通信（IPC，Inter-Process Communication） 的机制，主要作用是实现同一台计算机上不同进程之间（或网络中不同计算机的进程之间）的数据传输和交互。它是操作系统提供的一种高级IPC方式，相比其他通信方式（如信号、共享内存等）。

命名管道的核心作用：

本地进程间通信
最常见的用途是在同一台计算机上的不同进程之间传递数据。例如：
- 一个应用程序（如视频编辑软件）可以通过命名管道向另一个进程（如渲染引擎）发送任务指令。
- 后台服务（如数据库服务）可以通过命名管道接收客户端程序（如数据库管理工具）的请求并返回结果。
跨网络通信
命名管道支持网络通信（如Windows的"命名管道网络协议"），允许不同计算机上的进程通过网络进行数据交互。例如：
- 客户端程序可以通过网络连接到远程服务器的命名管道，实现跨机器的数据传输。
- 相比Socket，命名管道在Windows环境下的网络通信更简单，无需手动处理底层TCP/IP细节。
双向通信支持
命名管道可以配置为双向通信模式（PipeDirection.InOut），允许通信双方既发送数据又接收数据，适合需要交互对话的场景（如客户端与服务端的命令交互）。
可靠的数据传输
命名管道提供基于"流"或"消息"的传输模式，确保数据按顺序、完整地传递，避免数据丢失或错乱。例如：
- 采用PipeTransmissionMode.Message模式时，接收方可以按消息边界准确拆分数据，无需手动处理分包。
安全性控制
支持通过权限设置（如PipeSecurity）限制访问者，确保只有授权进程能连接或读写数据，适合传输敏感信息。

命名管道的典型应用场景：

客户端-服务端架构（如数据库客户端与服务端通信）。
桌面应用与后台服务的交互（如杀毒软件前台界面与后台监控进程）。
复杂应用的模块化拆分（将功能拆分为多个进程，通过管道协作）。
跨网络的轻量级数据交换（相比HTTP/Socket更简单的局域网通信）。

与其他IPC方式的对比：

相比共享内存：命名管道更易用，无需手动处理同步问题，但传输效率略低。
相比Socket：在本地通信时更高效，无需经过网络协议栈；网络通信时封装了底层细节，使用更简单。
相比消息队列：命名管道是点对点通信，更适合实时交互，而消息队列适合异步、一对多的场景。

总之，命名管道是一种平衡了易用性、安全性和效率的IPC机制，尤其在Windows环境下被广泛用于进程间的数据交互。

示例

NamedPipeClient

代码如下：

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

class PipeClient
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Console.WriteLine("命名管道客户端已启动...");
        Console.WriteLine("尝试连接到服务端...");

        // 创建命名管道客户端流，连接到本地计算机上的管道
        var clientStream = new NamedPipeClientStream(
           ".",                    // 服务器名称，"." 表示本地计算机
           "MyNamedPipe",          // 管道名称，必须与服务端一致
           PipeDirection.InOut,    // 双向通信
           PipeOptions.Asynchronous);

        try
        {
            // 连接到服务端，超时时间设置为5秒
            clientStream.Connect(5000);
            Console.WriteLine("已成功连接到服务端！");

            // 使用StreamReader和StreamWriter简化读写操作
            var reader = new StreamReader(clientStream, Encoding.UTF8);
            var writer = new StreamWriter(clientStream, Encoding.UTF8);

            string serverMessage;
            // 循环发送消息到服务端
            while (true)
            {
                Console.Write("请输入要发送给服务端的消息(输入exit退出): ");
                string clientMessage = Console.ReadLine();

                // 发送消息到服务端
                writer.WriteLine(clientMessage);
                writer.Flush();

                // 如果客户端发送"exit"，则退出通信
                if (clientMessage.Equals("exit", StringComparison.OrdinalIgnoreCase))
                {
                    Console.WriteLine("客户端请求断开连接...");
                    break;
                }

                // 等待服务端回应
                serverMessage = reader.ReadLine();
                if (serverMessage == null)
                {
                    Console.WriteLine("服务端已断开连接");
                    break;
                }

                Console.WriteLine($"收到服务端消息: {serverMessage}");

                // 如果服务端发送"exit"，则退出通信
                if (serverMessage.Equals("exit", StringComparison.OrdinalIgnoreCase))
                {
                    Console.WriteLine("服务端请求断开连接...");
                    break;
                }
            }

        }
        catch (TimeoutException)
        {
            Console.WriteLine("连接超时，无法连接到服务端");
        }
        catch (IOException ex)
        {
            Console.WriteLine($"通信错误: {ex.Message}");
        }


        Console.WriteLine("客户端已停止，按任意键退出...");
        Console.ReadKey();
    }
}

NamedPipeServer