Win32 GUI C(++） 应用将标准输出和标准输出重定向到磁盘上的同一文件

Win32 GUI C(++) app redirect both stdout and stderr to the same file on disk

本文关键字：标准输出 磁盘 文件 重定向 应用 Win32 GUI      更新时间：2023-10-16

我正在创建一个Windows服务，该服务不能有关联的控制台。因此，我想将标准输出和标准输出重定向到(相同的)文件。以下是我到目前为止的发现：

重定向
  1. cout和C++中的cerr可以通过更改缓冲区来完成，但这不会影响 C I/O，如puts或 Windows I/O 句柄。
  2. 因此，我们可以像这里一样使用freopen将 stdout 或 stderr 重新打开为文件，但我们不能两次指定同一个文件。
  3. 要仍然对两者使用相同的文件，我们可以使用如下所示dup2将 stderr 重定向到 stdout。

到目前为止一切顺利，当我们使用/SUBSYSTEM:CONSOLE(链接器→系统的项目属性→运行此代码时，一切正常：

#include <Windows.h>
#include <io.h>
#include <fcntl.h>
#include <cstdio>
#include <iostream>
void doit()
{
FILE *stream;
if (_wfreopen_s(&stream, L"log.log", L"w", stdout)) __debugbreak();
// Also works as service when uncommenting this line: if (_wfreopen_s(&stream, L"log2.log", L"w", stderr)) __debugbreak();
if (_dup2(_fileno(stdout), _fileno(stderr)))
{
const auto err /*EBADF if service; hover over in debugger*/ = errno;
__debugbreak();
}
// Seemingly can be left out for console applications
if (!SetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE, reinterpret_cast<HANDLE>(_get_osfhandle(_fileno(stdout))))) __debugbreak();
if (!SetStdHandle(STD_ERROR_HANDLE, reinterpret_cast<HANDLE>(_get_osfhandle(_fileno(stderr))))) __debugbreak();
if (_setmode(_fileno(stdout), _O_WTEXT) == -1) __debugbreak();
if (_setmode(_fileno(stderr), _O_WTEXT) == -1) __debugbreak();
std::wcout << L"1☺a" << std::endl;
std::wcerr << L"1☺b" << std::endl;
_putws(L"2☺a");
fflush(stdout);
fputws(L"2☺bn", stderr);
fflush(stderr);
const std::wstring a3(L"3☺an"), b3(L"3☺bn");
if (!WriteFile(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE), a3.c_str(), a3.size() * sizeof(wchar_t), nullptr, nullptr))
__debugbreak();
if (!WriteFile(GetStdHandle(STD_ERROR_HANDLE), b3.c_str(), b3.size() * sizeof(wchar_t), nullptr, nullptr))
__debugbreak();
}
int        main() { doit(); }
int WINAPI wWinMain(HINSTANCE, HINSTANCE, PWSTR, int) { return doit(), 0; }

这很好地将以下文本写入log.log：

1☺a
1☺b
2☺a
2☺b
3☺a
3☺b

(当然，我们想要表情符号，所以我们需要某种Unicode。在这种情况下，我们使用宽字符，这意味着我们需要使用setmode否则一切都会搞砸。您可能还需要以 MSVC 理解的编码保存 cpp 文件，例如带有签名的UTF-8。

但是现在回到最初的问题：在没有控制台的情况下将其作为服务执行，或者等效但更易于调试的GUI应用程序(/SUBSYSTEM:WINDOWS)。 问题是在这种情况下，dup2失败，因为fileno(stderr)不是有效的文件描述符，因为应用程序最初没有关联的流。如此处所述，在这种情况下fileno(stderr) == -2。

请注意，当我们第一次使用freopen将 stderr 作为另一个文件打开时，一切正常，但我们创建了一个虚拟的空文件。

所以现在我的问题是：在最初没有流的应用程序中将 stdout 和 stderr 重定向到同一个文件的最佳方法是什么？

回顾一下：问题是当stdout或stderr不与输出流关联时，fileno返回 -2，因此我们无法将其传递给dup2.

(我不想更改用于实际打印的代码，因为这可能意味着外部函数生成的某些输出不会被重定向。

下面是一个程序示例，该程序创建一个用于写入的文件，然后使用CreateProcess并将stdout和stderr设置为创建文件的HANDLE。这个例子只是从一个虚拟参数开始，让它写很多东西来stdout和stderr将写给output.txt。

// RedirectStd.cpp
#include <iostream>
#include <string_view>
#include <vector>
#include <Windows.h>
struct SecAttrs_t : public SECURITY_ATTRIBUTES {
SecAttrs_t() : SECURITY_ATTRIBUTES{ 0 } {
nLength = sizeof(SECURITY_ATTRIBUTES);
bInheritHandle = TRUE;
}
operator SECURITY_ATTRIBUTES* () { return this;  }
};
struct StartupInfo_t : public STARTUPINFO {
StartupInfo_t(HANDLE output) : STARTUPINFO{ 0 } {
cb = sizeof(STARTUPINFO);
dwFlags = STARTF_USESTDHANDLES;
hStdOutput = output;
hStdError = output;
}
operator STARTUPINFO* () { return this; }
};
int cppmain(const std::string_view program, std::vector<std::string_view> args) {
if (args.size() == 0) {
// no arguments, create a file and start a new process
SecAttrs_t sa;
HANDLE hFile = CreateFile(L"output.txt",
GENERIC_WRITE,
FILE_SHARE_READ,
sa, // lpSecurityAttributes
CREATE_ALWAYS, // dwCreationDisposition
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, // dwFlagsAndAttributes
NULL // dwFlagsAndAttributesparameter
);
if (hFile == INVALID_HANDLE_VALUE) return 1;
StartupInfo_t su(hFile); // set output handles to hFile
PROCESS_INFORMATION pi;
std::wstring commandline = L"RedirectStd.exe dummy";
BOOL bCreated = CreateProcess(
NULL,
commandline.data(),
NULL, // lpProcessAttributes
NULL, // lpThreadAttributes
TRUE, // bInheritHandles
0, // dwCreationFlags
NULL, // lpEnvironment
NULL, // lpCurrentDirectory
su, // lpStartupInfo
&pi
);
if (bCreated == 0) return 2;
CloseHandle(pi.hThread); // no need for this
WaitForSingleObject(pi.hProcess, INFINITE); // wait for the process to finish         
CloseHandle(pi.hProcess);
CloseHandle(hFile);
}
else {
// called with an argument, output stuff to stdout and stderr 
for (int i = 0; i < 1024; ++i) {
std::cout << "stdoutn";
std::cerr << "stderrn";
}
}
return 0;
}
int main(int argc, char* argv[]) {
return cppmain(argv[0], { argv + 1, argv + argc });
}

我找到了一个有效的解决方案，并且不会创建临时文件log2.log.代替这个文件，我们可以打开NUL(Windows的/dev/null)，因此代码变为：

FILE *stream;
if (_wfreopen_s(&stream, L"log.log", L"w", stdout)) __debugbreak();
if (freopen_s(&stream, "NUL", "w", stderr)) __debugbreak();
if (_dup2(_fileno(stdout), _fileno(stderr))) __debugbreak();
if (!SetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE, reinterpret_cast<HANDLE>(_get_osfhandle(_fileno(stdout))))) __debugbreak();
if (!SetStdHandle(STD_ERROR_HANDLE, reinterpret_cast<HANDLE>(_get_osfhandle(_fileno(stderr))))) __debugbreak();
if (_setmode(_fileno(stdout), _O_WTEXT) == -1) __debugbreak();
if (_setmode(_fileno(stderr), _O_WTEXT) == -1) __debugbreak();

这样可以确保不再-2_fileno(stderr)，因此我们可以使用dup2.

可能有一个更优雅的解决方案(不确定)，但这有效并且不会创建一个虚拟的空文件(也不是一个名为NUL的文件)。

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