c# 如何实现不同进程之间的通信

  进程之间的通信是为了解决不同进程之间的数据传输问题,这样可以让不同程序交互数据。实现进程通信的方式:1、剪切板;2、COM;3、内存映射文件;4、WCF

1、剪切板Clipboard在进程间传送对象

  剪切板是一个供应用程序使用的公有区域。在.NET中定一个了一个DataFormats类,此类包含一些静态字段,定义了剪切板中可以存放的数据类型。使用Clipboard类可以向剪切板中放入数据。

  如将文字放入剪切板,使用方法SetDataObject即可:Clipboard.SetDataObject("剪切板文字2"); 在读取的时候,先判断剪切板中是否有文字,然后再读取:

IDataObject data = Clipboard.GetDataObject();
if (data.GetDataPresent(DataFormats.Text))
{
  label1.Text = data.GetData(DataFormats.Text).ToString();
}

  将自定义的数据放置到剪切板,自定义一个图片类,并标记为可序列化(此处使用的命名空间是:TestClipboard)。将自定义数据类型对象放置到剪切板的关键是DataObject类,它实现了IDataObject接口。它就像一个容器,存放将被放置在剪切板上的数据。

[Serializable]
public class MyPic
{
  /// 
  /// 图片
  /// 
  public Image Img;
  /// 
  /// 图片信息
  /// 
  public string ImgInfo;
}
public void SetMyPicToClipboard()
{
  MyPic obj = new MyPic();
  obj.Img = Properties.Resources.Image;
  obj.ImgInfo = "测试将自定义类型保存至剪切板";
  //创建数据对象,并将数据装入
  IDataObject dataObj = new DataObject(obj);

  //其他类型也可以放置在同一数据对象中
  /*
  dataObj.SetData(DataFormats.UnicodeText, "测试文字");
  dataObj.SetData(DataFormats.Bitmap, Properties.Resources.Image);
   */
  //复制到剪切板,第二个参数表示程序退出时不清空
  Clipboard.SetDataObject(dataObj, true);
}

  但是,使用Clipboard.SetDataObject方法将一个DataObject对象放到剪切板后,外界访问时,需要指定对象的完整类型名称。如果某种数据类型只能在指定的进程中访问,则可以使用该方式,指定命名空间。

//首先判断剪切板上是否有我的数据:需要完全限定命名空间类型
 if (Clipboard.ContainsData("WindowsFormsApplication1.MyPic"))
 {
   IDataObject dataObj = Clipboard.GetDataObject();//读取数据
   MyPic myPic = dataObj.GetData("WindowsFormsApplication1.MyPic") as MyPic;//转换数据
   pictureBox1.Image = myPic.Img;
   textBox1.Text = myPic.ImgInfo;
 }

2、使用FileSystemWatcher实现进程同步

  该组件可以监控特定的文件夹或文件,比如在此文件夹中某文件被删除或内容被改变时引发对应的事件。通过该组件让多个进程同时监控一个文件,以此可以充当“临时”进程间通信渠道。
  实现进程同步的关键点是:正确设置文件的共享和读写权限。

/// 
/// 实现写入数据
/// 
/// 
public void SetText(string fileName)
{
  using (FileStream fs = new FileStream(fileName, FileMode.Create, FileAccess.Write, FileShare.Read))
  {
    using (StreamWriter writer = new StreamWriter(fs, Encoding.UTF8))
    {
      writer.Write("内容");
    }
  }
}
/// 
/// 实现读取数据
/// 
/// 
public void ReadText(string fileName)
{
  using (FileStream fs = new FileStream(fileName, FileMode.Open, FileAccess.Read, FileShare.ReadWrite))
  {
    using (StreamReader reader = new StreamReader(fs, Encoding.UTF8))
    {
      string txt = reader.ReadToEnd();
    }
  }
}

  然后,使用FileSystemWatcher组件的Changed事件监控文件是否发生改变。在网络应用程序中,可以使用此组件监控特定的专用于上传文件的文件夹,当发现用户上传文件之后,系统可以自动启动一系列的处理流程。

3、使用内存映射文件(Memory Mapped File)实现进程通信

  含义:在内存中开辟一块存放数据的专用区域,这区域与硬盘上特定的文件相对应。进程将这块内存区域映射到自己的地址空间中,完成像访问普通内存一样访问它。windows中的系统分页文件和休眠文件就是如此实现的。需要引用命名空间System.IO.MemoryMappedFiles。

  MemoryMappedFile对象表示一个内存映射文件,通过它的CreateFromFile方法根据磁盘现有文件创建内存映射文件(注意,使用完后要立即释放资源,实际上它对应的是操作系统的核心对象)。其中,内存映射的容量在未指定时,默认与文件大小相等。在指定大小时,它的值不能小于文件的现有大小。若指定的大小大于磁盘文件大小,磁盘文件会自动增长到内存映射文件声明的容量大小。

  创建MemoryMappedFile对象后,不能直接对其进行读写,必须使用MemoryMappedViewAccessor对象(内存映射视图访问对象)操作 。可以用MemoryMappedFile对象的方法创建一个访问对象。其中,可以指定需要访问文件的范围,从第几个字节到第几个字节。在写入参数时,也需要指明想哪个位置写入什么。同时也可以使用MemoryMappedViewAccessor的Read方法读取数据。

MemoryMappedFile memoryFile = MemoryMappedFile.CreateFromFile("Text.Config", FileMode.OpenOrCreate, "Config", 1400);//kb;
MemoryMappedViewAccessor accessor = memoryFile.CreateViewAccessor(0, 1024);
accessor.Write(0, '2');

  在同一个进程中,可以针对同一个内存映射文件创建多个“内存映射视图访问对象”,从而允许同时修改同一个文件的不同部分,在关闭这些对象时,由操作系统保证将所有修改都写回原始文件。

  MemoryMappedViewAccessor 的Write和Read有泛型方法,单类型只能是结构体类型(应用类型在程序运行时,计算机无法知道应该向内存映射文件写入多少字节数据,引用类型的对象位于托管堆中,其大小需要经过计算,但非常耗时(而且对象可能引用了其他对象),音效内存映射文件的效率)。
  可以使用序列化方式,将引用对象数据进行序列化后,写入内存映射文件中。

MemoryMappedFile memoryFile = MemoryMappedFile.CreateFromFile("Text.Config", FileMode.OpenOrCreate, "Config", 1400);//kb;
MemoryMappedViewStream stream = memoryFile.CreateViewStream();
MyPic obj = new MyPic();
stream.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
new BinaryFormatter().Serialize(stream, obj);

4、使用WCF通过管道实现进程通信

  “管道(Pipe)”是Windows所提供的一种进程间通信机制,用于在两个进程间相互传送数据。Windows提供了两种类型管道:匿名管道(Anonymous Pipe)、命名管道(Named Pipe)

  • 匿名管道:只允许单向通信,由于没有名字,因此要通信的两个进程应该是父子关系,父进程在创建子进程时,负责将代表匿名管道的句柄传送给子进程,子进程可以通过该句柄获取父进程传输的数据。其优点是占用资源少、效率高;缺点是通信进程必须为父子关系,限制了使用场景。
  • 命名管道:这种类型的管道拥有一个在本机唯一的名字,可以用于在一个服务进程和多个客户进程之间进行单/双向通信。命名管道是基于消息的通信模式,即一个进程一次可以向另一方进程连续发生多个消息(消息之间通过消息的定界符进行划分),接收方通过定界符提取完整的消息。

  在命名空间System.IO.Pipes中,提供了一些用于实现基于管道的进程间通信,如AnonymousPipeClientStream和AnonymousPipeServerStream可用于实现匿名管道,而NamedPipeClientStream和NamedPipeServerStream可以实现命名管道。但相对于WCF,其比较繁琐,WCF的管道进程通信更加简便和灵活。

  WCF应用程序使用命名管道实现进程通信:WCF提供了一个NetNamedPipeBinding绑定,它可以在地层使用命名管道实现进程通信。

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