Windows 進程間通訊：命名管道與郵槽完整實作指南

前言

前文介紹剪貼板、匿名管道僅限本機且匿名管道需父子關係。命名管道與郵槽支援跨網路進程通訊，本文詳細實作雙方模型。

一、命名管道：可靠的雙向 C/S 通訊

特點

• 建立於 Windows 檔案系統之上，使用標準 Win32 檔案 API（ReadFile/WriteFile）。
• 伺服器建立管道實例，客戶端連接現有管道。
• 支援位元組模式（流式）與訊息模式（保留邊界）。
• 單管道實例一次僅服務一個客戶端，多客戶端需建立多實例。

伺服器端實作步驟

1. 建立命名管道：CreateNamedPipe
   • 管道名格式：\\.\pipe\PipeName（本機）或 \\ServerName\pipe\PipeName（跨網路）。
   • 關鍵旗標：PIPE_ACCESS_DUPLEX（雙向）、FILE_FLAG_OVERLAPPED（非同步/重疊 I/O）。
   • nMaxInstances：最大實例數（如 1 或 PIPE_UNLIMITED_INSTANCES）。
2. 等待客戶端連線：ConnectNamedPipe + OVERLAPPED 結構 + 事件物件（CreateEvent）實現非同步等待，WaitForSingleObject 阻塞直到連線到來。
3. 讀寫資料：標準 ReadFile/WriteFile，緩衝區自管。

客戶端實作步驟

1. 等待管道可用：WaitNamedPipe（可設超時）。
2. 開啟管道：CreateFile 以 GENERIC_READ | GENERIC_WRITE 開啟管道名。
3. 讀寫資料：同樣用 ReadFile/WriteFile。

程式碼片段（伺服器建立與等待連線）

HANDLE hPipe = CreateNamedPipe(
    "\\\\.\\pipe\\MyPipe",
    PIPE_ACCESS_DUPLEX | FILE_FLAG_OVERLAPPED,
    0, 1, 1024, 1024, 0, NULL);

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

ConnectNamedPipe(hPipe, &olp);
WaitForSingleObject(hEvent, INFINITE);
CloseHandle(hEvent);

二、郵槽：基於廣播的單向通訊

特點

• 單向：伺服器唯讀，客戶端唯寫。
• 廣播語意：一個客戶端寫入，所有讀取同名郵槽的伺服器皆可收到。
• 資料量限制：單次訊息 < 424 位元組（Windows 限制）。
• 適合簡單通知、狀態廣播、尋找服務等場景。

伺服器端

HANDLE hMailslot = CreateMailslot(
    "\\\\.\\mailslot\\MyMailslot", 0, MAILSLOT_WAIT_FOREVER, NULL);

DWORD dwRead; char buf[200];
ReadFile(hMailslot, buf, 200, &dwRead, NULL);  // 阻塞直到有資料
CloseHandle(hMailslot);

客戶端

HANDLE hMailslot = CreateFile(
    "\\\\.\\mailslot\\MyMailslot",
    GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_READ, NULL,
    OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);

char buf[] = "使用郵槽進行進程間通訊";
DWORD dwWrite;
WriteFile(hMailslot, buf, strlen(buf)+1, &dwWrite, 0);
CloseHandle(hMailslot);

雙向通訊補充

郵槽本身單向，若需雙向：客戶端與伺服器各自建立一個郵槽（名稱不同），雙方同時扮演讀寫角色。

總結對比

注意事項

• 管道/郵槽名稱區分大小寫，建議統一小寫。
• 非同步 I/O 需正確處理 OVERLAPPED 與事件，避免資源洩漏。
• 跨網路時需注意防火牆、SMB 埠 (445) 開放、權限（管道安全描述元）。
• 錯誤處理：檢查 GetLastError()，常見錯誤 ERROR_PIPE_BUSY、ERROR_NO_DATA 等。