WinXP与WinCE串口的运行机制之比较

        查看微软相关的串口通信文档,可以发现在桌面操作系统中,串口通信分为两种模式:同步和异步.而WinCE只有一种,但文档中却没标明归属哪种模式.实际上,WinCE的串口通信模式更像介于同步和异步之间.
        在此先简要地介绍何为同步和异步.所谓的同步,指得是对同一个设备或文件(在文中只的是串口COM1)的读或写操作必须要等待上一个操作完成才能进行.比如说,调用ReadFile()函数读取串口,但由于上一个WriteFile()操作没完成,ReadFile()的操作就被阻塞,直到WriteFile()完成后才能运行.而异步,则无论上一个操作是否完成,都会执行目前调用的操作.还是拿前面举的例子,在异步模式下,即使WriteFile()没有执行完成,ReadFile()也会立刻执行.


1.CreateFile()参数的差异
        首先说明一下WinCE和WinXP打开串口时参数的差异.以打开串口COM1为例子,WinCE下的名字为"COM1:",而WinXP为"COM1",两者的唯一区别仅仅在于WinCE下多个分号.
例如:
    HANDLE hd = CreateFile(TEXT("COM1:"),GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,0,NULL,OPEN_EXISTING,0,NULL); //WinCE
    HANDLE hd = CreateFile(TEXT("COM1"),GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,0,NULL,OPEN_EXISTING,0,NULL); //WinXP
    在这稍微多说一下,在默认的环境下,TEXT宏在WinCE下会编译为双字节,而WinXP为单字节.换句话说,TEXT("COM1")在WinCE下相当于L"COM1",而WinXP则为"COM1".


2.单线程比较
        还是用代码做例子来说明比较形象.这是一段单线程的代码,先对串口进行写操作,然后再读.对于WinXP来说,这是同步模式.(与主题无关的代码省略)
   int WINAPI WinMain( HINSTANCE hInstance,
     HINSTANCE hPrevInstance,
     LPTSTR    lpCmdLine,
     int       nCmdShow)
   {
     ...
      HANDLE hCom = CreateFile(TEXT("COM1:"),GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,0,NULL,OPEN_EXISTING,0,NULL); //WinCE
      //HANDLE Com = CreateFile(TEXT("COM1"),GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,0,NULL,OPEN_EXISTING,0,NULL); //WinXP

      ...
      DWord dwBytes;
      if(WriteFile(hCom,TEXT("COM1:"),5,&dwBytes,NULL) == FALSE) //WinCE
      //if(WriteFile(hCom,TEXT("COM1"),5,&dwBytes,NULL) == FALSE) //WinXP
      {
        return 0x05;
      }

      ...
      DWord dwRead;
      char szBuf[MAX_READ_BUFFER];
      if(ReadFile(hCom,szBuf,MAX_READ_BUFFER,&dwRead,NULL) == FALSE)
      {
        return 0x10;
      }

      ...
   }
         经过实验,可以发现这段代码在WinCE和WinXP下都能正常工作,并且其表现也相同,都是在WriteFile()函数返回后才执行ReadFile().
         由于异步模式在单线程中也能正常运作,唯一的不同只是在执行WriteFile()时可能也会执行ReadFile()(依WriteFile()函数执行的时间而定),所在此不表.

3.多线程比较
         单线程两者表现相同,那多线程呢?下面这段代码采用多线程,先是创建一个读的线程,用来监控串口是否有新数据到达,然后在主线程中对串口写出数据.
        这里假设是这么一个情况,有两台设备,分别为A和B,下面的代码运行于设备A,设备B仅仅只是应答而已.换句话说,只有A向B发送数据,B才会返回应答信号.
    //主线程
    int WINAPI WinMain( HINSTANCE hInstance,
     HINSTANCE hPrevInstance,
     LPTSTR    lpCmdLine,
     int       nCmdShow)
    {
      ...
      CreateThread(NULL,0,ReadThread,0,0,&dwThrdID); //创建一个读的线程.

      ...
      HANDLE hCom = CreateFile(TEXT("COM1:"),GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,0,NULL,OPEN_EXISTING,0,NULL); //WinCE
      //HANDLE Com = CreateFile(TEXT("COM1"),GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,0,NULL,OPEN_EXISTING,0,NULL); //WinXP

      ...
      DWORD dwBytes;
      if(WriteFile(hCom,"AT\r\n",4,&dwBytes,NULL) == FALSE) //WinCE
      //if(WriteFile(hCom,"AT\r\n",5,&dwBytes,NULL) == FALSE) //WinXP
      {
        return 0x05;
      }

      ...

    }

    //读线程
    DWORD WINAPI ReadThread()
    {
      ...
      SetCommMask(hCom),EV_RXCHAR);
      DWORD dwCommStatus = 0;
    if(WaitCommEvent(hCom),&dwCommStatus,NULL) == FALSE)
    {
     //Clear the error flag
     DWORD dwErrors;
     COMSTAT comStat;
     memset(&comStat,0,sizeof(comStat));
     ClearCommError(hCom,&dwErrors,&comStat);
     return 0x15;
    }

    ...
    char szBuf[MAX_READ_BUFFER]={0};
    DWORD dwRead;
    if(ReadFile(hCom),szBuf,MAX_READ_BUFFER,&dwRead,NULL) == FALSE || dwRead == 0)
   {
    return 0x20;
   }

   ...
    }

         这段代码在WinCE下运行完全正常,读线程在监听收到的数据的同时,主线程顺利地往外发数据.
        然而同样的代码,在WinXP下则根本无法完成工作.运行此代码,我们将发现CPU的占用率高达99%.通过单步调试,发现两个线程分别卡在WaitCommEvent()和WriteFile()函数中.因为根据同步模式的定义,当前对设备的操作必须要等待上一个操作完毕方可执行.在以上代码中,因为设备B没接到设备A的命令而不会向设备A发送应答,故WaitCommEvent()函数因为没有检测到接受数据而一直在占用串