Interprozesskommunikation für Arme

Im Rahmen der Live Demux Erweiterung von VCR.NET ergab sich folgendes Problem: ein Dienst startet ein Programm A und wartet, bis dieses beendet wird. Dieses Program wiederum startet ein weiteres Programm B. In seltenen Fällen kommt es dazu, dass A sich selbst vor B beendet (ist eine Schutzmassnahme, Details führen hier zu weit). Das hat aber leider den Effekt, dass der Dienst denkt, die Arbeit von A wäre erledigt – ist sie aber nicht.

Die auf die Schnelle implementierte Lösung ist recht einfach und nutzt eine Technik, die möglicherweise nicht weit verbreitet ist, aber deren Anwendung extrem einfach ist. Zudem hier ein erhebliches Potential steckt, dazu mehr am Ende.

Die Änderung ist, dass beim Starten von A auf einen speziellen Befehlszeilenparameter geprüft wird, der sicher nie verwendet wird – hier: /Slave. Ist dieser nicht vorhanden, so startet A sich selbst und fügt diesen Parameter an die Befehlszeile an. Ist dann /Slave gesetzt, so führt A die gewohnen Arbeiten durch, fast wie vorher.

Hier der Code zum Starten der zweiten A Instanz:

// Parameter helper
StringBuilder cmdLine = new StringBuilder();

// Append switch
cmdLine.Append("/Slave");

// Merge all
foreach (string arg in realArgs) cmdLine.AppendFormat(" \"{0}\"", arg.Replace("\"", "\"\""));

// Create start information
ProcessStartInfo info = new ProcessStartInfo();

// Configure
info.Arguments = cmdLine.ToString();
info.FileName = Application.ExecutablePath;
info.LoadUserProfile = true;
info.UseShellExecute = false;
info.RedirectStandardOutput = true;
info.RedirectStandardInput = true;

// Create the process
Process process = Process.Start(info);

Interessant ist, dass eine Umleitung von Standardeingabe und Ausgabe angefordert wird. In der zweiten A Instanz beim eigentlichen Arbeiten wurde nun nach Starten von B nur folgender Code ergänzt – sämtliche Restfunktionalität bleibt unverändert:

// Create the process
m_Demux = Process.Start(info);

// Send to controller
Console.Out.WriteLine(m_Demux.Id);
Console.Out.Flush();

// Synchronize with caller
Console.In.ReadLine();

Die echte A Instanz sendet die Prozesskennung von B an die steuernde A Instanz und wartet dann auf eine Freigabe von dieser. Dieses Warten ist wichtig, damit B nicht schon fertig ist und die Prozesskennung schon wieder neu vergeben ist, bevor die Steuerinstanz die Rückgabe auswertet – sehr unwahrscheinlich, aber nicht unmöglich! Die Steuerinstanz liest nun die Kennung und wartet, bis die echte A Instanz und B beendet sind:

// Read the process identifier of the sub process
int demuxId = int.Parse(process.StandardOutput.ReadLine());

// Attach to the process
Process demux;

// Load
demux = Process.GetProcessById(demuxId);

// Let it continue
process.StandardInput.WriteLine("OK");
process.StandardInput.Flush();

// Wait for outer
process.WaitForExit();

// Wait for inner
if (null != demux) demux.WaitForExit();

Diese einfache Kommunikation eines Prozesses mit einem gestarteten Kindprozeß über die Standardkanäle hat eine sehr mächtige Erweiterungsmöglichkeit: es ist genau so einfach möglich, über den BinaryFormatter serialisierbare Objekte zwischen den Prozessen auszutauschen. Also erzeugt die Steuerinstanz etwa ein solches Objekt, initialisiert es und serialisiert es dann auf StandardInput des Kindprozesses. Dieser wartet mit einer Deserialisierung auf seinem Console.In, rekonstruiert das Objekt, führt entsprechende Aktionen aus und sendet via Console.Out und BinaryFormatter eine Antwort an die Steuerinstanz.

Genauso kommuniziert VCR.NET sehr erfolgreich mit den Aufzeichnungsprozessen.

Happy Coding

Jochen

Spaß mit Visual Studio 2008 – hier: Deployment Projekte

Da denkt man sich, man nimmt mal eben so ein Visual Studio 2005 Projekt, lädt es in Visual Studio 2008 und alles ist hipp. Naja, zumindest bei MSI Setups (Deployment Projekte) hat sich Microsoft erlaubt, einige Fehler leicht inkompatibel zu beheben.

Da ist erst einmal ein Upgrade Setup. Früher war es so, dass bei einem Upgrade erst die alte Version deinstalliert wurde und dann die neuen Dateien installiert wurden. Diese Reihenfolge wurde umgekehrt (ohne eine direkte Konfiguration, die den alten Zustand wieder herstellt). Mit dem Effekt, dass eine Datei nur noch dann ersetzt wird, wenn sich die Dateiversion (nicht der Inhalt) ändert. Bei DVB.NET ist es etwa so, dass alle Dateien die Versionsnummer des Produktes tragen, also 3.2 oder 3.5. Also kein Problem? Leider doch: während der Beta-Phase ändere ich die Versionsnummern im Allgemeinen nicht. Wird also eine 3.5 Beta über eine andere eingespielt, werden die Dateien nicht ausgetauscht! Fazit im Moment: das Setup prüft, ob bereits eine Installation mit gleicher Versionsnummer vorliegt und verweigert dann seinen Dienst mit dem Hinweis, die vorhandene Version zu deinstallieren. Das ärgert für DVB.NET erst mal nur die Beta-Tester, bei VCR.NET leider auch den normalen Endanwender.

Meiner Ansicht nach noch einen Zahn schärfer ist das Ausführen so genannter Custom Actions. Beim VCR.NET etwa sorgt eine solche Custom Action dafür, dass die Konfiguration der Vorgängerversion aus der .EXE.CONFIG.CPY in die .EXE.CONFIG eingepflegt wird, die von der Installation als Template mitgeliefert wird. Bei einer ‚All Users‘ Installation laufen Custom Actions nun (wieder nicht durch eine direkte Konfiguration im Visual Studio zu beeinflussen) unter dem Konto LocalSystem. Technisch gesehen ist das auch gut so, da eine ‚All Users‘ Installation auch Zugriff auf Ressourcen haben muss, die dem normalen Anwender verwehrt sind. Leider startet beim VCR.NET die Custom Action aber auch die Überwachung. Die erscheint dann auch brav sichtbar, kennt aber nicht die Konfiguration des aktuellen Anwenders und läuft ebenso als LocalSystem. Das ist hier nicht im Sinne des Erfinders. Bis zu einer guten Lösung habe ich das Feature erst mal deaktiviert, der Anwender muss nach der Installation nun die Überwachung manuell in seinem Kontext starten – oder sich ab- und wieder anmelden, da die Überwachung in der Autostart Gruppe landet.

Selbst wenn diese Änderungen durchaus sinnvoll sind (zumindest in fast allen Fällen) hätte ich mir bei einer derart inkompatiblen (breaking change) Änderung schon gewünscht, dass man das alte Verhalten leicht wieder herstellen kann (und nicht durch Manipulation der fertigen MSI mit irgendwelchen COM Schnittstellen). Naja, zuviel erwartet…

Frohes Codieren

Jochen

Zusatz: Hier ein kleiner Vortrag, den ich voraussichtlich am 22. April 2008 bei Bonn-to-Code halten werde.

Nullable<int> (int?) und +=

Na gut, vermutlich ist das ja ordentlich dokumentiert und ich war nur zu faul zum Suchen, aber hier mal eine kleine Erfahrung. Was erwartet man als Ergebnis von a += b; wenn a und b beide Nullable<int>, also int? sind?

Erst einmal ist der Code semantisch äquivalent zu a = a + b, also wird der Wert von a durch die Summe ersetzt – das ist in C# nur natürlich, liefert ja += für eine Zeichenkette auch eine neue Instanz, wenn die rechte Seite keine leere Zeichenkette ist.

Aber was ist denn nun a + b? Das Ergebnis ist null, wenn einer der Werte null ist und ansonsten wie zu erwarten die Summe der int Werte. Denkt man etwas darüber nach, kann es gar nicht anders sein, tut man das aber nicht (Nachdenken), ist man vielleicht überrascht, dass kein Fehler auftritt, sondern einfach eine null erscheint.

Beim Anschauen des tatsächlich erzeugten IL Codes ist mir auch die Methode Nullable.GetValueOrDefault aufgefallen, die ich vorher nur unterbewußt wahrgenommen habe. Bisher habe ich oft das Konstrukt a ?? 0 verwendet. Wenn allerdings der Rückfallwert der Defaultwerte des Datentyps ist (0, false, …), dann ist die Methode sehr viel effizienter.

Nur so Kleckerkram am Rande

Jochen

Quelltexte von DVB.NET und Konsorten

Ich habe mich entschieden, alle die Quelltexte, die ich eh frei herausgebe, zum direkten Zugriff anzubieten. Das erspart jemanden, der nur mal eben schauen möchte, die lokale Installation – ich persönlich versuche immer, die Installation von Fremdprodukten zu vermeiden, wenn ich sie nicht wirklich brauche. Im Allgemeinen ist die Deinstallation meiner Tools zwar vollständig und ohne Rückstände, aber das kann ja jeder sagen – mir vor allem, nachdem ich vor einiger Zeit meinen Viren Scanner völlig neu einrichten musste, weil die Deinstallation einer Elecard Demoware meinte, eine Systemkomponente direkt mit entfernen zu müssen (ich denke, das haben die inzwischen im Griff).

Die Source sind so, wie sie auch sonst ausgeliefert würden, i.e. im Allgemeinen ohne die Setup Projekte. Im Moment sind nur die Quelltexte von DVB.NET 3.1 verfügbar, ich werde den Quelltextbereich aber in den nächsten Tagen weiter füllen, wenn die anderen 3.1 Versionen Final sind. Der Quelltextbereich wird immer nur die jeweils aktuellste, endgültige Version enthalten. Soll heissen: mit DVB.NET 3.2 wird der jetzige Inhalt des Verzeichnisses DVB.NET vollständig ersetzt.

Viel Spaß

Jochen

COM Wars – wenn .NET zu schlau ist…

Im Rahmen von DVB.NET 3.1 möchte ich in einen DirectShow (COM basiert) Filtergraphen eine .NET Klasse einbinden. Die Klasse klemmt sich in den Datenstrom zwischen einen TS Capture Filter und einen Demultiplexer – nicht wirklich ein Problem. Auf der Eingangsseite (Input Pin) der .NET Klasse werden über eine COM Schnittstelle IMemInputPin so genannte Media Samples (IMediaSample) entgegengenommen. Die Klasse macht damit was und gibt sie dann unverändert an die gleichartige Schnittstelle des Demultiplexers an der Ausgangsseite (Output Pin) weiter. Es kommt ein Fehler 0x80040155 (REGDB_E_IIDNOTREG)!

Dieser Fehler ist ein COM Marshalling Fehler. Er bedeutet, dass COM versucht hat, eine Schnittstelle aus einem Apartment in ein anderes zu transferieren, dabei aber keinen Eintrag in der Registery (HKCR\Interface) für die Schnittstelle gefunden hat und die betroffenen COM Klasse auch kein Custom Marshalling anbietet (IMarshal).

Nun gut, was könnte also hier passieren? Der Filtergraph wird im Hauptprogramm, einer Windows Form, angelegt, damit auch alle Filter (COM Komponenten). Der Natur der Sache nach wird dazu ein Single-Threaded-Apartment (STA) verwendet. Durch die Gegebenheiten in einem DirectShow Graphen muss ich allerdings die Weitergabe der Media Samples auf einem eigene Thread machen (sonst blockiert der Graph). Das kann natürlich nie dasselbe Apartment sein, wie das Heimatapartment der Komponenten.

Nun, wie macht Microsoft das? Ein Blick in das DirectShow SDK zeigt, dass in Graphen COM Regeln wohl etwas lockerer gesehen werden. Das Infinite Tee Beispiel von Microsoft nimmt COM Schnittstellen wie sie kommen und nutzt sie ohne eine Marshalling gnadenlos auf einem anderen Thread. Nun gut, machen wir das mit .NET. Geht aber nicht (so einfach)!

Der erste Versuch, die .NET Schnittstelle einfach im anderen Thread zu verwenden, hatten wir oben schon. Auch der Trick, im STA ein Marshal.QueryInterface zu machen, fruchtet nicht. Man erhält hier tatsächlich eine IntPtr auf die COM Schnittstelle zum direkten Zugriff. Packt man diese in dem Worker Thread aber via Marshal.GetObjectFor IUnknown aus, ist .NET wieder so clever, ein Marshalling anzustossen. Böse Falle.

Ok, es geht doch, aber was jetzt kommt ist zumindest verboten 🙂 Also mit Vorsicht geniessen! Das ganz fängt mit folgendem Code Fragment an (da gab es einige Zwischenschritte bis zu genau dieser Lösung, die es tut – Details erspare ich hier mal):


private delegate void MediaSampleSink(IntPtr classPointer, IntPtr[] sampleArray, Int32 sampleCount, out Int32 processed);

private MediaSampleSink m_MemSink = null;
private IntPtr m_MemPin = IntPtr.Zero;

m_MemPin = Marshal.GetComInterfaceForObject(m_Connected, typeof(Interfaces.IMemInputPin));

IntPtr comFunctionTable = Marshal.ReadIntPtr(m_MemPin);
IntPtr receiveMultiple = Marshal.ReadIntPtr(comFunctionTable, 28);

m_MemSink = (MediaSampleSink)Marshal.GetDelegateForFunctionPointer(receiveMultiple, typeof(MediaSampleSink));

Aus der Eingangsadresse des anderen Filters (m_Connected ist der IMemInputPin) wird die COM Schnittstelle ermittelt. Dann relativ trivial die Adresse der Funktionentablle und schließlich die Adresse der 7ten Methode (IMemInputPin:ReceiveMultiple). Der erstellte Delegate berücksichtig dabei, dass bei einem COM Aufruf der zusätzliche, normalerweise unsichtbare, erste Parameter die Adresse des COM Objektes ist.

Nun funktioniert folgender Aufruf wie gewünscht:

IntPtr[] toProcess = ...;
Int32 processed;
m_MemSink(m_MemPin, toProcess, toProcess.Length, out processed);

Wie gesagt: eigentlich werden hier COM Regeln auf das übelste verletzt. Es fragt sich allerdings, ob in einem DirectShow Graphen nicht wirklich andere Regeln gelten, bei denen COM Schnittstellen nur zur Zerlegung in Komponenten verwendet werden, Apartments aber keine Rolle spielen. Müßte ich mal recherchieren – ich hoffe im Moment einfach mal, dass es so ist (zudem alle Microsoft DirectShow Beispiele es auch so handhaben).

Immerhin, ein kleiner Schritt in Richtung DVB.NET 3.1!

Viel Spaß

Jochen