Win32 GUI C(++) 應用程序將 stdout 和 stderr 重定向到磁盤上的同一個文件

Question

我正在創建一個不能有關聯控制台的 Windows 服務。 因此，我想將 stdout 和 stderr 重定向到（相同的）文件。 這是我迄今為止發現的：

1. 在 C++ 中重定向cout和cerr可以通過更改緩沖區來完成，但這不會像puts或 Windows I/O 句柄那樣影響 CI/O。
2. 因此，我們可以使用freopen將 stdout 或 stderr 作為文件重新打開，但我們不能兩次指定同一個文件。
3. 為了仍然對兩者使用相同的文件，我們可以使用dup2將 stderr 重定向到 stdout，就像這里一樣。

到目前為止一切順利，當我們使用/SUBSYSTEM:CONSOLE （項目屬性 → 鏈接器 → 系統）運行此代碼時，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☺b\n", stderr);
    fflush(stderr);

    const std::wstring a3(L"3☺a\n"), b3(L"3☺b\n");
    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; }

這很好地將以下文本寫入log.log ：

1☺a
1☺b
2☺a
2☺b
3☺a
3☺b

（當然我們想要表情符號，所以我們需要某種 unicode。在這種情況下，我們使用寬字符，這意味着我們需要使用setmode否則一切都會搞砸。您可能還需要將 cpp 文件保存為MSVC 可以理解，例如帶有簽名的 UTF-8。）

但是現在回到最初的問題：將其作為沒有控制台的服務來執行，或者，等效但更易於調試的 GUI 應用程序 ( /SUBSYSTEM:WINDOWS )。 問題是在這種情況下dup2失敗，因為fileno(stderr)不是有效的文件描述符，因為應用程序最初沒有關聯的流。 如此處所述，在這種情況下， fileno(stderr) == -2 。

請注意，當我們第一次使用freopen打開 stderr 作為另一個文件時，一切正常，但我們創建了一個虛擬的空文件。

所以現在我的問題是：將 stdout 和 stderr 重定向到最初沒有流的應用程序中的同一文件的最佳方法是什么？

回顧一下：問題是當stdout或stderr沒有與輸出流關聯時， fileno返回 -2 ，所以我們不能將它傳遞給dup2 。

（我不想更改用於實際打印的代碼，因為這可能意味着外部函數產生的某些輸出不會被重定向。）

Answer 1

這是一個程序示例，該程序創建一個用於寫入的文件，然后使用CreateProcess並將該進程的stdout和stderr設置為所創建文件的HANDLE 。 這個例子只是從一個虛擬參數開始，讓它向stdout和stderr寫入很多東西，這些東西將被寫入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 << "stdout\n";
            std::cerr << "stderr\n";
        }
    }

    return 0;
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    return cppmain(argv[0], { argv + 1, argv + argc });
}

Answer 2

我找到了一個有效的解決方案，並且不會創建臨時文件log2.log 。 我們可以打開NUL （Windows 的/dev/null ）而不是這個文件，因此代碼變為：

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();

這確保_fileno(stderr)不再是-2 ，所以我們可以使用dup2 。

可能有一個更優雅的解決方案（不確定），但這有效並且不會創建一個虛擬的空文件（也不是一個名為NUL的文件）。