Windows 下重定向当前进程的 stdout 到网络连接
前段时间碰到一个需求，想把当前进程的标准输出重定向到一个 tcp 连接上。
如果依照 posix 标准，调用一下 dup2 这个 api 就能搞定，但是 windows 并不是基于 posix 标准的操作系统，所以做起来要麻烦的多。
我在 stackoverflow 和 msdn 上找了一番，没有看到什么靠谱的做法，所以自己折腾了一天。这里的难点在于：windows 上虽然有 _dup2 来模拟 posix 的 api dup2 ，但 fd 在 windows 上并不是内核对象， HANDLE 才是。fd 是在 runtime 层模拟出来的东西。msdn 上引用最多的一篇是：Creating a Child Process with Redirected Input and Output ，做的事情是创建一个子进程，然后重定向标准输入输出。
重定向子进程和重定向当前进程有什么区别？我是这样理解的：
Windows 虽然也有标准输入输出的概念，但是是基于 HANDLE 的。GetStdHandle 和 SetStdHandle 两个 API 虽然可以读写 Windows 的标准输入输出句柄，但这个句柄似乎（我猜想）是在 runtime 初始化阶段绑定到 fd 0 1 2 上的，之后，基于 fd 的一套 runtime 机制都不再经过这个转换过程。在进程运行过程中，调用 SetStdHandle 并不能重定向 C 的标准输入输出库。
在 stackoverflow 上的一个帖子也谈及了这个问题，SetStdHandle has no effect on cout/printf 。模仿 posix 的做法，使用 GetStdHandle 获得 windows 标准输出，然后利用 DuplicateHandle 复制 handle 的做法是无效的。
帖子里给出的方案是在 runtime 层用 _dup 复制 fd 再重定向到文件。不过想重定向到网络连接却没这么简单。因为 windows 下 socket 并不是 first class 的 handle ，不能直接当普通的文件 handle 使用，也就无法用 dup/dup2 传过去。
所以，我们需要先将 stdout 用 dup2 重定向到匿名管道，再创建一个线程去读这个管道，转发到 socket 。
光启动这么一个转发线程也有潜在的问题：在进程结束的时候，runtime 在处理最后的标准输出时，无法直接让转发线程感知到，这样有可能丢失结束前最后的输出。我们需要额外的机制在进程要结束时通知转发线程停止转发。主动通知可以让转发线程处理完所有已经转发的数据，而不会有遗漏，主线程则可以等待转发线程工作作完再自行退出。
因为读转发管道 Handle 使用的是 ReadFile ，windows 下的文件 Handle 无法和 Windows 的 Event 一起通过 WaitForMultipleObjects 工作（这或许是 windows 要额外引入 IOCP 的原因之一？）。我们不能利用额外的 Event 来做这件通知工作，只能通过关闭管道，让 ReadFile 感知。
这里要小心，dup 内部会增加内核 handle 的引用计数，所以不要漏掉了 close ，否则会让管道没有正确关闭，ReadFile 无法在关闭后返回。
我 写了一个示例供参考 。它把转发开启和转发结束的过程封装在一个 lua 模块中。
Comments
例子，first class handle 什么鬼
Posted by: Anonymous | (3) December 4, 2017 03:00 PM
楼主你好。第三自然段的超链接（msdn）似乎有点问题。
Posted by: Huoyu | (2) November 24, 2017 08:48 AM
封装的是一个普通的 windows dll, lua (非 luajit) 能够很方便的调用起来吗?
Posted by: Nick Xiao | (1) November 21, 2017 09:15 AM