重定向任意控制台的输入/输出

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引言

重定向控制台应用程序的输入/输出既有趣又有用。您可以将子程序的输出显示在窗口中（就像 Visual Studio 的输出窗口一样），或者在输出字符串中搜索某些关键字，以确定子进程是否已成功完成工作。一个老旧的、"丑陋"的 DOS 程序可以成为您精美的 Win32 GUI 程序的一个有用组件。

我的想法是开发一个简单易用的重定向类，它可以重定向任意控制台，并且不受子进程行为的影响。

背景

重定向控制台进程的输入/输出的技术非常简单：CreateProcess() API 通过 STARTUPINFO 结构使我们能够重定向基于子控制台进程的标准句柄。因此，我们可以将这些句柄设置为管道句柄、文件句柄或任何我们可以读取和写入的句柄。这项技术的细节在 MSDN 中已得到清晰描述：HOWTO: Spawn Console Processes with Redirected Standard Handles.

然而，MSDN 的示例代码有两个大问题。首先，它假设子进程先发送输出，然后等待输入，然后刷新输出缓冲区并退出。如果子进程的行为不是这样，父进程就会挂起。原因在于 ReadFile() 函数会一直阻塞，直到子进程发送一些输出或退出。

其次，重定向 16 位控制台（包括基于控制台的 MS-DOS 应用程序）存在问题。在 Windows 9x 上，即使子进程已终止，ReadFile 仍然阻塞；在 Windows NT/XP 上，如果子进程是 DOS 应用程序，ReadFile 总是返回 FALSE，错误代码设置为 ERROR_BROKEN_PIPE。

解决 ReadFile 的阻塞问题

为了防止父进程被 ReadFile 阻塞，我们可以简单地将文件句柄作为 stdout 传递给子进程，然后监视该文件。更简单的方法是在调用 ReadFile() 之前调用 PeekNamedPipe() 函数。PeekNamedPipe 函数检查管道中数据的相关信息，然后立即返回。如果没有可用的数据在管道中，则不要调用 ReadFile。

通过在 ReadFile 之前调用 PeekNamedPipe，我们也解决了在 Windows 9x 上重定向 16 位控制台的阻塞问题。

CRedirector 类首先创建管道并启动子进程，然后创建一个监听线程来监视子进程的输出。这是监听线程的主循环

    for (;;)
    {
        // redirect stdout till there's no more data.
        nRet = pRedir->RedirectStdout();
        if (nRet <= 0)
            break;

        // check if the child process has terminated.
        DWORD dwRc = ::WaitForMultipleObjects(
            2, aHandles, FALSE, pRedir->m_dwWaitTime);
        if (WAIT_OBJECT_0 == dwRc)      // the child process ended
        {
            ...
            break;
        }
        if (WAIT_OBJECT_0+1 == dwRc)    // m_hEvtStop was signalled, exit
        {
            ...
            break;
        }
    }

这是 RedirectStdout() 函数的主循环

    for (;;)
    {
        DWORD dwAvail = 0;
        if (!::PeekNamedPipe(m_hStdoutRead, NULL, 0, NULL,
            &dwAvail, NULL))    // error, the child process might ended
            break;

        if (!dwAvail)           // no data available, return
            return 1;

        char szOutput[256];
        DWORD dwRead = 0;
        if (!::ReadFile(m_hStdoutRead, szOutput, min(255, dwAvail),
            &dwRead, NULL) || !dwRead)  
                 // error, the child process might ended
            break;

        szOutput[dwRead] = 0;
        WriteStdOut(szOutput);          // display the output
    }

WriteStdOut 是一个 virtual 成员函数。它在 CRedirector 类中什么也不做。但是，它可以被重写以实现我们的特定目标，就像我在演示项目中做的那样

    int nSize = m_pWnd->GetWindowTextLength();  
             // m_pWnd points to a multiline Edit control
    m_pWnd->SetSel(nSize, nSize);
    m_pWnd->ReplaceSel(pszOutput);      
           // add the message to the end of Edit control

重定向 NT/2000/XP 上的基于 DOS 的控制台应用程序

MSDN 的解决方案是启动一个中间的 Win32 控制台应用程序，作为 Win32 父进程和 16 位基于控制台的子进程之间的存根进程。事实上，DOS 提示符程序（在 NT/XP 上是 cmd.exe，在 9x 上是 command.com）是一个天然的存根进程，我们只需要它。我们可以在 RedirDemo.exe 中进行测试

1. 在 **Command** 编辑框中输入 'cmd.exe'，然后按 **Run** 按钮。
2. 在 **Input** 编辑框中输入 16 位基于控制台的应用程序的名称（例如 dosapp.exe），然后按 **Input** 按钮。现在我们可以看到 16 位控制台的输出。
3. 在 **Input** 编辑框中输入 'exit'，然后按 **Input** 按钮以终止 cmd.exe。

显然，这不是一个好的解决方案，因为它太复杂了。一个更有效的方法是使用批处理文件作为存根。像这样编辑 stub.bat 文件

%1 %2 %3 %4 %5 %6 %7 %8 %9

然后，运行类似 'stub.bat dosapp.exe' 的命令，16 位 DOS 控制台应用程序就可以正常运行了。

许可证

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