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如何在父进程中读取子(外部)进程的标准输出和标准错误输出结果

编程日记 2024-12-11 05:20:00

最近接手一个小项目，要求使用谷歌的aapt.exe获取apk软件包中的信息。依稀记得去年年中时，有个同事也问过我如何获取被调用进程的输出结果，当时还研究了一番，只是没有做整理。今天花点时间，将该方法整理成文。（转载请指明出于breaksoftware的csdn博客）

在信息化非常发达的今天，可能已经过了江湖“武侠”草莽的时代。仅凭一己之力想完成惊人的创举，可谓难上加难。于是社会分工越来越明确：你擅长写驱动，你就去封装个驱动出来；他擅长写界面，就让他写套界面出来。如果你非常好心，可以将自己的研究成果开源，那么可能会有千万人受益。如果你想保持神秘感，但是还是希望别人可以分享你的成果，你可能会将模块封装出来供别人使用。比如你提供了一个DLL文件和调用方法样例。但是，实际情况并不是我们想的那么简单。比如我文前提到的问题：别人提供了一个Console控制台程序，我们将如何获取其执行的输出结果呢？这个问题，从微软以为为我们考虑过了，我们可以从一个API中可以找到一些端倪——CreateProcess。

BOOL WINAPI CreateProcess(_In_opt_     LPCTSTR lpApplicationName,_Inout_opt_  LPTSTR lpCommandLine,_In_opt_     LPSECURITY_ATTRIBUTES lpProcessAttributes,_In_opt_     LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,_In_         BOOL bInheritHandles,_In_         DWORD dwCreationFlags,_In_opt_     LPVOID lpEnvironment,_In_opt_     LPCTSTR lpCurrentDirectory,_In_         LPSTARTUPINFO lpStartupInfo,_Out_        LPPROCESS_INFORMATION lpProcessInformation
);

做Windows开发的同学对CreateProcess这个API应该非常眼熟，也应该经常调用过。但是仔细研究过这个API每个参数的同学应该不会太多吧。这个API的参数非常多，我想我们工程中对CreateProcess的调用可能就关注于程序路径（lpApplicationName），或者命令行（lpCommandLine）。而其他参数我们可能就保守的选择了NULL。（遥想2年前，我就是在这个API上栽了一个大大的跟头。）

本文，我们将关注一个可能很少使用的参数lpStartupInfo。它是我们启动子进程时，控制子进程启动方式的参数。其结构体是STARTUPINFO

typedef struct _STARTUPINFO {DWORD  cb;LPTSTR lpReserved;LPTSTR lpDesktop;LPTSTR lpTitle;DWORD  dwX;DWORD  dwY;DWORD  dwXSize;DWORD  dwYSize;DWORD  dwXCountChars;DWORD  dwYCountChars;DWORD  dwFillAttribute;DWORD  dwFlags;WORD   wShowWindow;WORD   cbReserved2;LPBYTE lpReserved2;HANDLE hStdInput;HANDLE hStdOutput;HANDLE hStdError;
} STARTUPINFO, *LPSTARTUPINFO;

粗看该结构体，我们可以知道：我们可以通过它控制子窗口出现的位置和大小还有显示方式。但是细看下它最后三个参数：StdInput、StdOutput和StdError。这三个参数似乎就点中了标题中的两个关键字“标准输出”、“标准错误输出”。是的！我们正是靠这几个参数来解决我们所遇到的问题。那么如何使用这些参数呢？

我们选用的还是老方法——管道。

BOOL ExecDosCmd(const CString& cstrCmd, char** ppBuffer)
{    HANDLE hRead = NULL;HANDLE hWrite = NULL;SECURITY_ATTRIBUTES sa;sa.nLength = sizeof(SECURITY_ATTRIBUTES);sa.lpSecurityDescriptor = NULL;// 新创建的进程继承管道读写句柄sa.bInheritHandle = TRUE;if ( FALSE == CreatePipe( &hRead, &hWrite, &sa, 0 ) )  {return FALSE;} if ( NULL == hRead || NULL == hWrite ) {return FALSE;}

这儿我们创建一个管道，该管道提供两个句柄：hRead和hWrite。我们之后将hWrite交给我们创建的子进程，让它去将信息写入管道。而我们父进程，则使用hRead去读取子进程写入管道的内容。此处要注意的就是将SECURITY_ATTRIBUTES对象的bInheritHandle设置为TRUE，这样我们获取的两个操作管道的句柄就有可继承属性。为什么需要可继承属性，我们会在之后说明。

创建好管道后，我们将着手准备创建进程

    // 组装命令CString cstrNewDosCmd = L"Cmd.exe /C ";cstrNewDosCmd += cstrCmd;// 设置启动程序属性，将STARTUPINFO si;si.cb = sizeof(STARTUPINFO);GetStartupInfo(&si); si.hStdError = hWrite;            // 把创建进程的标准错误输出重定向到管道输入si.hStdOutput = hWrite;           // 把创建进程的标准输出重定向到管道输入si.wShowWindow = SW_HIDE;// STARTF_USESHOWWINDOW:The wShowWindow member contains additional information.// STARTF_USESTDHANDLES:The hStdInput, hStdOutput, and hStdError members contain additional information.si.dwFlags = STARTF_USESHOWWINDOW | STARTF_USESTDHANDLES;PROCESS_INFORMATION pi; // 启动进程BOOL bSuc = CreateProcess(NULL, cstrNewDosCmd.GetBuffer(), NULL, NULL, TRUE, NULL, NULL, NULL, &si, &pi);cstrNewDosCmd.ReleaseBuffer();

此处我们要注意几个点：

“Cmd..exe /C” 我们使用CMD运行我们代理的程序。注意，我们启动的是CMD，而不是我们传入的文件路径。关于CMD命令的说明如下：

设置标准输出和标准错误输出句柄

    si.hStdError = hWrite;            // 把创建进程的标准错误输出重定向到管道输入si.hStdOutput = hWrite;           // 把创建进程的标准输出重定向到管道输入

隐藏CMD控制台

    si.wShowWindow = SW_HIDE;

设置有效属性

    si.dwFlags = STARTF_USESHOWWINDOW | STARTF_USESTDHANDLES;

这两个有效属性要设置。我们设置STARTF_USESHOWWINDOW的原因是：我们要控制CMD窗口不出现，所以我们修改了wShowWindow属性。我们使用STARTF_USESTDHANDLES的原因是：我们使用了标准输出和标准错误输出句柄。此处我们还要特别将一下STARTF_USESTDHANDLES属性的说明，我们看MSDN有如下描述

If this flag is specified when calling one of the process creation functions, the handles must be inheritable and the function's bInheritHandles parameter must be set to TRUE.

也就是说，我们设置的这些句柄要有可继承性。这就解释了我们之前为什么在创建管道时要将句柄可继承性设置为TRUE的原因。
一般来说，我们要代理的程序已经输入好信息了。我们要关闭写管道

    if ( NULL != hWrite ) {CloseHandle(hWrite);hWrite = NULL;}

之后便是读取管道信息。我想应该有人借用过网上相似的代码，但是却发现一个问题，就是读取出来的信息是不全的。这个问题的关键就在读取的方法上，其实没什么玄妙，只要控制好读取起始位置就行了。

    // 先分配读取的数据空间DWORD dwTotalSize = NEWBUFFERSIZE;                     // 总空间char* pchReadBuffer = new char[dwTotalSize];memset(pchReadBuffer, 0, NEWBUFFERSIZE);DWORD dwFreeSize = dwTotalSize;                 // 闲置空间do {if ( FALSE == bSuc ) {break;}// 重置成功标志，之后要视读取是否成功来决定bSuc = FALSE;char chTmpReadBuffer[NEWBUFFERSIZE] = {0};DWORD dwbytesRead = 0; // 用于控制读取偏移OVERLAPPED Overlapped;memset(&Overlapped, 0, sizeof(OVERLAPPED) );while (true) {   // 清空缓存memset(chTmpReadBuffer, 0, NEWBUFFERSIZE);// 读取管道BOOL bRead = ReadFile( hRead, chTmpReadBuffer, NEWBUFFERSIZE, &dwbytesRead, &Overlapped );DWORD dwLastError = GetLastError();if ( bRead ) {if ( dwFreeSize >= dwbytesRead ) {// 空闲空间足够的情况下，将读取的信息拷贝到剩下的空间中memcpy_s( pchReadBuffer + Overlapped.Offset, dwFreeSize, chTmpReadBuffer, dwbytesRead );// 重新计算新空间的空闲空间dwFreeSize -= dwbytesRead;}else {// 计算要申请的空间大小DWORD dwAddSize = ( 1 + dwbytesRead / NEWBUFFERSIZE ) * NEWBUFFERSIZE;// 计算新空间大小DWORD dwNewTotalSize = dwTotalSize + dwAddSize;// 计算新空间的空闲大小dwFreeSize += dwAddSize;// 新分配合适大小的空间char* pTempBuffer = new char[dwNewTotalSize];// 清空新分配的空间memset( pTempBuffer, 0, dwNewTotalSize );// 将原空间数据拷贝过来memcpy_s( pTempBuffer, dwNewTotalSize, pchReadBuffer, dwTotalSize );// 保存新的空间大小dwTotalSize = dwNewTotalSize;// 将读取的信息保存到新的空间中memcpy_s( pTempBuffer + Overlapped.Offset, dwFreeSize, chTmpReadBuffer, dwbytesRead );// 重新计算新空间的空闲空间dwFreeSize -= dwbytesRead;// 将原空间释放掉delete [] pchReadBuffer;// 将原空间指针指向新空间地址pchReadBuffer = pTempBuffer;}// 读取成功，则继续读取，设置偏移Overlapped.Offset += dwbytesRead;}else{if ( ERROR_BROKEN_PIPE == dwLastError ) {bSuc = TRUE;}break;}}} while (0);

因为读取的信息量是不确定的，所以我段代码动态申请了一段内存，并根据实际读取出来的结果动态调整这块内存的大小。这段注释写的很清楚了，我就不再赘述。
善始善终，最后代码处理是

    if ( NULL != hRead ) {CloseHandle(hRead);hRead = NULL;}if ( bSuc ) {*ppBuffer = pchReadBuffer;}else {delete [] pchReadBuffer;pchReadBuffer = NULL;}return bSuc;
}

这个函数传入了一个指向指针的指针用于外部获取结果，外部一定要释放这段空间以免造成内存泄露。

#define NEWBUFFERSIZE 0x100
#define EXECDOSCMD L"aapt.exe"
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{char* pBuffer = NULL;WCHAR wchFilePath[MAX_PATH] = {0};DWORD dwSize = MAX_PATH - 1;if ( FALSE == GetModuleFileName(NULL, wchFilePath, dwSize) ) {return -1;}CString cstrFilePath = wchFilePath;int nIndex = cstrFilePath.ReverseFind('\\');if ( nIndex == -1 ) {return -1;}cstrFilePath = cstrFilePath.Left(nIndex + 1);cstrFilePath += EXECDOSCMD;cstrFilePath += L"\"";cstrFilePath = L"\"" + cstrFilePath;if ( ExecDosCmd( cstrFilePath, &pBuffer ) &&NULL != pBuffer ) {CString cstrBuffer = CA2W(pBuffer, CP_UTF8);delete [] pBuffer;wprintf(L"%s", cstrBuffer);}return 0;
}

这样，我们就可以拿到子进程输出结果并加以分析。我这儿简单处理了下，就输出来。也算善始善终吧。
附上工程。

https://www.dkcj.cn/info/31314.html

如何在父进程中读取子(外部)进程的标准输出和标准错误输出结果

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