Windows 進程間通訊：命名管道與信箱槽完整實作指南

前言

前文介紹剪貼簿與匿名管道（僅限本機、且需父子關係）。本文介紹支援跨網路的兩種 IPC 機制：命名管道（雙向、可靠、連線導向）與信箱槽（單向、廣播、資料包導向）。均以 Win32 API 示範。

一、命名管道

架構模型

• 伺服器：建立管道實例、等待連線、讀寫資料。
• 用戶端：連線現有管道、讀寫資料。
• 命名格式：\\.\pipe\PipeName（本機）；\\ServerIP\pipe\PipeName（跨網路）。
• 兩種模式：
  　　• 位元組模式：串流，無訊息邊界。
  　　• 訊息模式：保留訊息邊界，ReadFile 一次讀一則完整訊息。

伺服器端流程

1. CreateNamedPipe 建立實例，回傳控制代碼。關鍵參數：
   　　PIPE_ACCESS_DUPLEX | FILE_FLAG_OVERLAPPED（雙向 + 非同步）
   　　PIPE_TYPE_MESSAGE | PIPE_READMODE_MESSAGE | PIPE_WAIT（訊息模式）
   　　nMaxInstances：最大實例數（每用戶端一實例）
2. ConnectNamedPipe + Overlapped I/O 非同步等待連線。
   　　建立 CreateEvent 事件物件，綁定 OVERLAPPED.hEvent，呼叫 ConnectNamedPipe，再 WaitForSingleObject 等待事件觸發。
3. 連線成功後，用標準 ReadFile/WriteFile 收發資料。
4. 斷線後 DisconnectNamedPipe，迴圈等待下一用戶端。

用戶端流程

1. WaitNamedPipe 等待管道實例可用（可設超時）。
2. CreateFile 開啟管道（GENERIC_READ | GENERIC_WRITE）。
3. ReadFile/WriteFile 通訊。
4. 結束 CloseHandle。

關鍵程式碼片段（伺服器建立與等待）

HANDLE hPipe = CreateNamedPipe(
    L"\\\\.\\pipe\\MyPipe",
    PIPE_ACCESS_DUPLEX | FILE_FLAG_OVERLAPPED,
    PIPE_TYPE_MESSAGE | PIPE_READMODE_MESSAGE | PIPE_WAIT,
    5, 1024, 1024, 0, NULL);

HANDLE hEvent = CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, NULL);
OVERLAPPED ol = {0};
ol.hEvent = hEvent;

ConnectNamedPipe(hPipe, &ol);
WaitForSingleObject(hEvent, INFINITE);  /* 等待用戶端連線 */
CloseHandle(hEvent);

二、信箱槽

特性

• 單向：伺服器唯讀，用戶端唯寫。
• 廣播：一個用戶端寫入，所有讀取該槽的伺服器皆收到。
• 資料包導向：保留訊息邊界，單則訊息 < 424 bytes（Windows 限制）。
• 無連線建立過程，CreateFile 直接開啟寫入。

伺服器端

HANDLE hSlot = CreateMailslot(
    L"\\\\.\\mailslot\\MySlot", 0, MAILSLOT_WAIT_FOREVER, NULL);

char buf[200]; DWORD cbRead;
ReadFile(hSlot, buf, sizeof(buf), &cbRead, NULL);  /* 封鎖直到有訊息 */
printf("Received: %.*s\n", cbRead, buf);
CloseHandle(hSlot);

用戶端

HANDLE hSlot = CreateFile(
    L"\\\\.\\mailslot\\MySlot",
    GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_READ, NULL,
    OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);

char msg[] = "Hello from client!";
DWORD cbWritten;
WriteFile(hSlot, msg, strlen(msg)+1, &cbWritten, NULL);
CloseHandle(hSlot);

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