通过管道进行cmd进程输入输出重定向

2014-03-16 06:09 ⁄ 工业·编程 ⁄ 共 5333字 ⁄ 字号小中大 ⁄ 暂无评论

在日常的工作中，shell使用比较多，尤其在软件测试过程中，但使用手工操作既麻烦，又记不住命令，关键是不能自动化。众所周知，linux或者windows系统的shell都是可以进行输入输出重定向的，利用输入输出重定向技术，把shell的输入输出映射到自己所写的进程里，这样就很方面了。比如要使用ssh2远程一个linux机器，就需要自己实现ssh2客户端的协议，使用重定向，就可以直接使用操作系统自带的ssh（linux系统），或者putty（windows下的telnet、ssh命令）。

本文所要讲述的实现方法就是利用管道，管道的概念，大家网上搜索，这里还是通过直接show代码的方式进行讲述，另外进行了简单的封装和进一步的抽象，大家可以直接使用，扩展起来也比较方便。本文是基于win32，linux实现留给大家自己当着作业吧，于此类似。

首先设计Shell类型的大概的样子如下：
#include "windows.h"

class Shell
{
public:
    Shell(void);
    ~Shell(void);

    bool RunProcess(const string &process);
    bool StopProcess(void);
    bool GetOutput(const string &endStr, int timeout, string &outstr );//获取输出字符串
    bool SetInput(const string &cmd);//执行命令
private:
    HANDLE m_hChildInputWrite; //用于重定向子进程输入的句柄
    HANDLE m_hChildInputRead;
    HANDLE m_hChildOutputWrite; //用于重定向子进程输出的句柄
    HANDLE m_hChildOutputRead;
    PROCESS_INFORMATION m_cmdPI;//cmd进程信息
};
上述代码，重定向的句柄保存起来，目的是方便用户自己扩展，同时也保存了cmd进程的信息，可以在程序推出的时候，杀掉cmd进程。接下来看看构造函数和析构函数，资源初始化和释放。
Shell::Shell(void)
{
    m_hChildInputWrite = NULL;
    m_hChildInputRead = NULL;
    m_hChildOutputWrite= NULL;
    m_hChildOutputRead = NULL;
    ZeroMemory(&m_cmdPI, sizeof(m_cmdPI));
}

Shell::~Shell(void)
{
    StopProcess();
}
接下来就是创建进程(比如cmd.exe)了，便于进行输入输出操作，代码如下：

bool Shell::RunProcess( const string &process )
{
    SECURITY_ATTRIBUTES   sa;
    sa.bInheritHandle = TRUE;
    sa.lpSecurityDescriptor = NULL;
    sa.nLength = sizeof(sa);

    //创建子进程输出匿名管道
    if( FALSE == ::CreatePipe(&m_hChildOutputRead, &m_hChildOutputWrite, &sa, 0) )
    {
        return false;
    }

    //创建子进程输入匿名管道
    if( FALSE == CreatePipe(&m_hChildInputRead, &m_hChildInputWrite, &sa, 0) )
    {
        ::CloseHandle(m_hChildOutputWrite);
        ::CloseHandle(m_hChildOutputRead);
        ::CloseHandle(m_hChildOutputWrite);
        ::CloseHandle(m_hChildOutputRead);
        return false;
    }

    ZeroMemory(&m_cmdPI, sizeof(m_cmdPI));
    STARTUPINFO si;
    GetStartupInfo(&si);

    si.cb = sizeof(STARTUPINFO);
    si.dwFlags = STARTF_USESTDHANDLES|STARTF_USESHOWWINDOW;
    si.wShowWindow = SW_HIDE;
    si.hStdInput   = m_hChildInputRead;     //重定向子进程输入
    si.hStdOutput = m_hChildOutputWrite;   //重定向子进程输入
    si.hStdError   = m_hChildOutputWrite;

    if( FALSE == ::CreateProcess(NULL, (process.c_str()), NULL, NULL, TRUE, NORMAL_PRIORITY_CLASS, NULL, NULL, &si, &m_cmdPI) )
    {
        ::CloseHandle(m_hChildInputWrite);
        ::CloseHandle(m_hChildInputRead);
        ::CloseHandle(m_hChildOutputWrite);
        ::CloseHandle(m_hChildOutputRead);
        m_hChildInputWrite = NULL;
        m_hChildInputRead = NULL;
        m_hChildOutputWrite= NULL;
        m_hChildOutputRead = NULL;
        ZeroMemory(&m_cmdPI, sizeof(m_cmdPI));
        return false;
    }

    return true;
}
bool Shell::StopProcess( void )
{
    ::CloseHandle(m_hChildInputWrite);
    ::CloseHandle(m_hChildInputRead);
    ::CloseHandle(m_hChildOutputWrite);
    ::CloseHandle(m_hChildOutputRead);
    m_hChildInputWrite = NULL;
    m_hChildInputRead = NULL;
    m_hChildOutputWrite= NULL;
    m_hChildOutputRead = NULL;
    ::TerminateProcess(m_cmdPI.hProcess, -1);
    ::CloseHandle(m_cmdPI.hProcess);
    ::CloseHandle(m_cmdPI.hThread);
    ZeroMemory(&m_cmdPI, sizeof(m_cmdPI));
}

如果你想通过putty来实现telnet、ssh操作进行，一是把cmd.exe替换为putty命令行的形式，另外一种形式，就是把putty当着普通的shell命令执行即可。进程创建好了，下面来看看读写函数的实现：
bool Console::GetOutput( const string &endStr, int timeout, string &outstr )
{
    if( NULL == m_hChildOutputRead )
    {
        return false;
    }

    outstr = "";
    char buffer[4096] = {0};
    DWORD readBytes = 0;
    while( timeout > 0 )
    {
        //对管道数据进行读，但不会删除管道里的数据，如果没有数据，就立即返回
        if( FALSE == PeekNamedPipe( m_hChildOutputRead, buffer, sizeof(buffer) - 1, &readBytes, 0, NULL ) )
        {
            return false;
        }

        //检测是否读到数据，如果没有数据，继续等待
        if( 0 == readBytes )
        {
            ::Sleep(200);
            timeout -= 200;
            continue;
        }

        readBytes = 0;
        if( ::ReadFile( m_hChildOutputRead, buffer, sizeof(buffer) - 1, &readBytes, NULL) )
        {
            outstr.insert( outstr.end(), buffer, buffer + readBytes );
            size_t pos = outstr.rfind(endStr);
            if( string::npos == pos )
            {
                continue;
            }
            if( pos == outstr.size() - endStr.size() )
            {
                return true;//找到数据
            }
        }
        else
        {
            return false;
        }
    }

    return false;
}

bool Shell::SetInput( const string &cmd )
{
    if( NULL == m_hChildInputWrite )
    {
        return "";
    }

    string tmp = cmd + "\r\n";
    DWORD writeBytes = 0;
    if( FALSE == ::WriteFile( m_hChildInputWrite, tmp.c_str(), tmp.size(), &writeBytes, NULL ) )
    {
        return false;
    }
    return true;
}

写函数实在是平淡无奇，就是调用WriteFile，只要把句柄传递对了就行，这几个句柄是容易混淆，大家仔细阅读代码，仔细理解。在读函数中，使用了PeekNamedPipe函数，对管道进行数据读，这个函数有个作用，即使管道中没有数据，但会立即返回，不会读阻塞。这个时候再调用ReadFile就不会阻塞了。同时，使用Sleep函数就能简单的实现超时读的功能。这个是ReadFile办不到的。

到此为止，代码已经实现完了，很简单吧，曾经为了实现ssh2客户端，费尽心思，找了无数个开源代码研究。用这个方法来实现，真是太简单了。不是吗？下面来看看测试代码：
[cpp] view plaincopy
#include "console.h"
#include <iostream>
using namespace std;

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    Console console;
    if( false == console.RunProcess("cmd.exe") )
    {
        cout<<"create cmd.exe process fail"<<endl;
        return -1;
    }
    string outstr;
    console.GetOutput(">", 3000, outstr);
    cout<<outstr<<endl;
    console.SetInput("dir");
    console.GetOutput(">", 3000, outstr);
    cout<<outstr<<endl;

    return 0;
}