Windows 95進程間數據通訊的實現技術
1、引言
在Windows程序中，各個進程之間常常需要交換數據，進行數據通訊。WIN32 API提供了
許多函數使我們能夠方便高效的進行進程間的通訊，通過這些函數我們可以控制不同進
程間的數據交換，就如同在WIN16中對本地進程進行讀寫操作一樣。
典型的WIN16兩進程可以通過共享內存來進行數據交換：（1）進程A將GlobalAlloc（GM
EM_SHARE...）API分配一定長度的內存；（2）進程A將GlobalAlloc函數返回的句柄傳遞
給進程B（通過一個登錄消息）；（3）進程B對這個句柄調用GlobalLock函數，并利用G
lobalLock函數返回的指針訪問數據。這種方法在WIN32中可能失敗，這是因為GlobalLo
ck函數返回指向的是進程A的內存，由于進程使用的是虛擬地址而非實際物理地址，因此
這一指針僅與A進程有關，而于B進程無關。
本文探討了幾種WIN32下進程之間通訊的幾種實現方法，讀者可以使用不同的方法以達到
程序運行高效可靠的目的。
2、Windows95中進程的內存空間管理
WIN32進程間通訊與Windows95的內存管理有密切關系，理解Windows95的內存管理對我們
如下的程序設計將會有很大的幫助，下面我們討論以下Windows95中進程的內存空間管理
。
在WIN16下，所有Windows應用程序共享單一地址，任何進程都能夠對這一空間中屬于共
享單一的地址空間，任何進程都能夠對這一空間中屬于其他進程的內存進行讀寫操作，
甚至可以存取操作系統本身的數據，這樣就可能破壞其他程序的數據段代碼。
在WIN32下，每個進程都有自己的地址空間，一個WIN32進程不能存取另一個地址的私有
數據，兩個進程可以用具有相同值的指針尋址，但所讀寫的只是它們各自的數據，這樣
就減少了進程之間的相互干擾。另一方面，每個WIN32進程擁有4GB的地址空間，但并不
代表它真正擁有4GB的實際物理內存，而只是操作系統利用CPU的內存分配功能提供的虛
擬地址空間。在一般情況下，絕大多數虛擬地址并沒有物理內存于它對應，在真正可以
使用這些地址空間之前，還要由操作系統提供實際的物理內存（這個過程叫“提交”co
mmit）。在不同的情況下，系統提交的物理內存是不同的，可能是RAM，也可能是硬盤模
擬的虛擬內存。
3、WIN32中進程間的通訊
在Windows 95中，為實現進程間平等的數據交換，用戶可以有如下幾種選擇：
* 使用內存映射文件
* 通過共享內存DLL共享內存
* 向另一進程發送WM_COPYDATA消息
* 調用ReadProcessMemory以及WriteProcessMemory函數，用戶可以發送由GlobalLock(
GMEM_SHARE,...)函數調用提取的句柄、GlobalLock函數返回的指針以及VirtualAlloc函
數返回的指針。
3.1、利用內存映射文件實現WIN32進程間的通訊
Windows95中的內存映射文件的機制為我們高效地操作文件提供了一種途徑，它允許我們
在WIN32進程中保留一段內存區域，把目標文件映射到這段虛擬內存中。在程序實現中必
須考慮各進程之間的同步。具體實現步驟如下：
首先我們在發送數據的進程中需要通過調用內存映射API函數CreateFileMapping創建一
個有名的共享內存：
HANDLE CreateFileMapping(
HANDLE hFile,    // 映射文件的句柄，
//設為0xFFFFFFFF以創建一個進程間共享的對象
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpFileMappingAttributes,    // 安全屬性
DWORD flProtect,    // 保護方式
DWORD dwMaximumSizeHigh,    //對象的大小
DWORD dwMaximumSizeLow,
LPCTSTR lpName     // 必須為映射文件命名
);
與虛擬內存類似，保護方式可以是PAGE_READONLY或是PAGE_READWRITE。如果多進程都對
同一共享內存進行寫訪問，則必須保持相互間同步。映射文件還可以指定PAGE_WRITECO
PY標志，可以保證其原始數據不會遭到破壞，同時允許其他進程在必要時自由的操作數
據的拷貝。
在創建文件映射對象后使用可以調用MapViewOfFile函數映射到本進程的地址空間內。
下面說明創建一個名為MySharedMem的長度為4096字節的有名映射文件：
HANDLE hMySharedMapFile=CreateFileMapping((HANDLE)0xFFFFFFFF)，
NULL，PAGE_READWRITE，0，0x1000，"MySharedMem")；
并映射緩存區視圖：
LPSTR pszMySharedMapView=(LPSTR)MapViewOfFile(hMySharedMapFile，
FILE_MAP_READ|FILE_MAP_WRITE，0，0，0);
其他進程訪問共享對象，需要獲得對象名并調用OpenFileMapping函數。
HANDLE hMySharedMapFile=OpenFileMapping(FILE_MAP_WRITE，
FALSE，"MySharedMem");
一旦其他進程獲得映射對象的句柄，可以象創建進程那樣調用MapViewOfFile函數來映射
對象視圖。用戶可以使用該對象視圖來進行數據讀寫操作，以達到數據通訊的目的。
當用戶進程結束使用共享內存后，調用UnmapViewOfFile函數以取消其地址空間內的視圖
：
if (!UnmapViewOfFile(pszMySharedMapView))
{ AfxMessageBox("could not unmap view of file"); }
3.2、利用共享內存DLL
共享數據DLL允許進程以類似于Windows 3.1 DLL共享數據的方式訪問讀寫數據，多個進
程都可以對該共享數據DLL進行數據操作，達到共享數據的目的。在WIN32中為建立共享
內存，必須執行以下步驟：
首先創建一個有名的數據區。這在Visual C++中是使用data_seg pragma宏。使用data_
seg pragma宏必須注意數據的初始化：
#pragma data_seg("MYSEC")
char MySharedData[4096]={0};
#pragma data_seg()
然后在用戶的DEF文件中為有名的數據區設定共享屬性。
LIBRARY TEST
DATA READ WRITE
SECTIONS
    .MYSEC READ WRITE SHARED
這樣每個附屬于DLL的進程都將接受到屬于自己的數據拷貝，一個進程的數據變化并不會
反映到其他進程的數據中。
在DEF文件中適當地輸出數據。以下的DEF文件項說明了如何以常數變量的形式輸出MySh
aredData。
EXPORTS
    MySharedData CONSTANT
最后在應用程序（進程）按外部變量引用共享數據。
extern _export"C"{char * MySharedData[];}
進程中使用該變量應注意間接引用。
m_pStatic=(CEdit*)GetDlgItem(IDC_SHARED);
m_pStatic->GetLine(0,*MySharedData,80);
3.3、用于傳輸只讀數據的WM_COPYDATA
傳輸只讀數據可以使用Win32中的WM_COPYDATA消息。該消息的主要目的是允許在進程間
傳遞只讀數據。Windows95在通過WM_COPYDATA消息傳遞期間，不提供繼承同步方式。SD
K文檔推薦用戶使用SendMessage函數，接受方在數據拷貝完成前不返回，這樣發送方就
不可能刪除和修改數據：
SendMessage(hwnd,WM_COPYDATA,wParam,lParam);
其中wParam設置為包含數據的窗口的句柄。lParam指向一個COPYDATASTRUCT的結構：
typedef struct tagCOPYDATASTRUCT{
    DWORD dwData;//用戶定義數據
    DWORD cbData;//數據大小
    PVOID lpData;//指向數據的指針
}COPYDATASTRUCT;
該結構用來定義用戶數據。
3.4、直接調用ReadProcessMemory和WriteProcessMemory函數實現進程間通訊
通過調用ReadProcessMemory以及WriteProcessMemory函數用戶可以按類似與Windows3.
1的方法實現進程間通訊，在發送進程中分配一塊內存存放數據，可以調用GlobalAlloc
或者VirtualAlloc函數實現：
pApp->m_hGlobalHandle=GlobalAlloc(GMEM_SHARE,1024);
可以得到指針地址：
pApp->mpszGlobalHandlePtr=(LPSTR)GlobalLock
(pApp->m_hGlobalHandle);
在接收進程中要用到用戶希望影響的進程的打開句柄。為了讀寫另一進程，應按如下方
式調用OpenProcess函數：
HANDLE hTargetProcess=OpenProcess(
STANDARD_RIGHTS_REQUIRED|
PROCESS_VM_REDA|
PROCESS_VM_WRITE|
PROCESS_VM_OPERATION,//訪問權限
FALSE,//繼承關系
dwProcessID);//進程ID
為保證OpenProcess函數調用成功，用戶所影響的進程必須由上述標志創建。
一旦用戶獲得一個進程的有效句柄，就可以調用ReadProcessMemory函數讀取該進程的內
存：
BOOL ReadProcessMemory(
HANDLE hProcess,    // 進程指針
LPCVOID lpBaseAddress,    // 數據塊的首地址
LPVOID lpBuffer,    // 讀取數據所需緩沖區
DWORD cbRead,    // 要讀取的字節數
LPDWORD lpNumberOfBytesRead
);
使用同樣的句柄也可以寫入該進程的內存：
BOOL WriteProcessMemory(
HANDLE hProcess,    // 進程指針
LPVOID lpBaseAddress,    // 要寫入的首地址
LPVOID lpBuffer,    // 緩沖區地址
DWORD cbWrite,    // 要寫的字節數
LPDWORD lpNumberOfBytesWritten
);
如下所示是讀寫另一進程的共享內存中的數據：
ReadProcessMemory((HANDLE)hTargetProcess,
(LPSTR)lpsz,m_strGlobal.GetBuffer(_MAX_FIELD),
_MAX_FIELD,&cb);
WriteProcessMemory((HANDLE)hTargetProcess,
(LPSTR)lpsz,(LPSTR)STARS,
m_strGlobal.GetLength(),&cb);
4、進程之間的消息發送與接收
在實際應用中進程之間需要發送和接收Windows消息來通知進程間相互通訊，發送方發送
通訊的消息以通知接收方，接收方在收到發送方的消息后就可以對內存進行讀寫操作。

我們在程序設計中采用Windows注冊消息進行消息傳遞，首先在發送進程初始化過程中進
行消息注冊：
m_nMsgMapped=::RegisterWindowsMessage("Mapped");
m_nMsgHandle=::RegisterWindowsMessage("Handle");
m_nMsgShared=::RegisterWindowsMessage("Shared");
在程序運行中向接收進程發送消息：
CWnd* pWndRecv=FindWindow(lpClassName,"Receive");
pWndRecv->SendMessage(m_MsgMapped,0,0);
pWndRecv->SendMessage(m_nMsgHandle,
(UINT)GetCurrentProcessID(),(LONG)pApp->m_hGlobalHandle);
pWndRecv->SendMessage(m_nMsgShared,0,0);
可以按如下方式發送WM_COPYDATA消息：
static COPYDATASTRUCT cds;//用戶存放數據
pWnd->SendMessage(WM_COPYDATA,NULL,(LONG)&cds);
接收方進程初始化也必須進行消息注冊：
UNIT CRecvApp:: m_nMsgMapped=::RegisterWindowsMessage("Mapped");
UNIT CRecvApp::m_nMsgHandle=::RegisterWindowsMessage("Handle");
UNIT CRecvApp::m_nMsgShared=::RegisterWindowsMessage("Shared");
同時映射消息函數如下：
ON_REGISTERED_MASSAGE(CRecvApp::m_nMsgMapped,OnRegMsgMapped)
ON_REGISTERED_MASSAGE(CRecvApp::m_nMsgHandle,OnRegMsgHandle)
ON_REGISTERED_MASSAGE(CRecvApp::m_nMsgShared,OnRegMsgShared)
在這些消息函數我們就可以采用上述技術實現接收進程中數據的讀寫操作了。
5、結束語
從以上分析中我們可以看出Windows95的內存管理與Windows 3.x相比有很多的不同，對
進程之間的通訊有較為嚴格的限制。這就確保了任何故障程序無法意外地寫入用戶的地
址空間，而用戶則可根據實際情況靈活地進行進程間的數據通訊，從這一點上來講Wind
ows95增強應用程序的強壯性。
參考文獻：
1、 David J.Kruglinski, Visual C++技術內幕, 北京：清華大學出版社，1995.
2、 Microsoft Co. Visual C++ 5.0 On Line Help.