众所周知，Windows系统的页式打印系统有许多好的特性，比如所见即所得、设备无关等等。但是，在一些实时性要求很高的工业控制系统中，需要将系统随机出现的信息实时地打印出来，要求来一行打一行，而不能来一行打一页，而Windows系统的页式打印系统却很难满足这样的应用需求。鉴于这个原因，为了满足实时系统的打印要求，有必要设计一个新的实时行式打印系统。下面详细介绍如何在Windows 2000/NT上实现这样一个系统。

总体设计

实时系统的基本要求是实时性。本文采用以共享内存为中转的打印假脱机技术，所有的打印操作在内存中提交完成，保证了应用系统对打印操作的及时响应。



另一要求是设备无关性，使提交打印的操作尽可能地做到与设备无关。程序不会因为打印机设备的不同，导致程序有较大的修改。如果打印机不同，只需加载相应的打印驱动程序即可。

总体上实时行式打印系统的设计分为两个部分，一个是以内存为基础的打印假脱机部分的设计；另一个是实时打印驱动层部分的设计。系统的概要设计图如下：

实时行打印假脱机部分

这个部分的基本原理是使用一个基于共享内存技术的先入先出队列，用来存储其他应用程序提交的实时打印请求。打印进程从先入先出的环形队列取出打印请求,经过必要的处理之后，提交给打印驱动部分，由打印驱动部分负责驱动相应的打印机输出。

为满足其他应用程序提交打印请求的需要，在此使用了Windows操作系统提供的共享内存技术。共享内存是进程之间通信时用的一种技术，是一种更为标准、更为核心的技术，而且它在不同操作系统平台之间的移植性也比较好（Unix系列也有这种技术）。另一个好处是提高了实时性能，因为避免了多次内存复制的系统空间和时间上的开销。

Windows系统中与创建共享内存相关的系统有CreateFileMapping和MapViewOfFile。

第一个用来在系统中创建一块共享内存，并返回共享内存的句柄。其参数说明如下：

HANDLE WINAPI CreateFileMapping (

HANDLE hFile,

LPSECURITY _ATTRIBUTES lpsa,

DWORD dwPROTECT,

DWORD dwMaxSizeHigh,

DWORD dwMaxSizeLow,

LPCSTR lpszMapName);

hFile为文件句柄，要创建共享内存，该参数必须为0xffffffff; lpsa为安全结构; dwPROTECT是页保护标识，如PAGE_READONLY，PAGE_READWRITE等; dwMaxSizeHigh和dwMaxSizeLow共同定义了共享内存的尺寸，分别为共享内存大小的高32位和低32位; lpszMapName定义了共享内存的名字，必须确保其在系统范围内的惟一性。

第二个用来将创建的共享内存映射到调用进程的地址空间，并返回该地址空间的首地址。其参数说明如下：

MapViewOfFile(

HANDLE hFileMappingObject,

DWORD dwDesired,

DWORD dwFileOffsetHigh,

DWORD dwFileOffsetLow,

DWORD dwNumberOfBytesToMap);

hFileMappingObject定义了CreateFileMapping

返回的共享内存句柄; dwDesiredAccess定义了共享内存的访问模式，如：FILE_MAP_ALL_

等; dwFileOffsetHigh和dwFileOffsetLow共同定义了共享内存起始位置的偏移量，分别为该偏移量的高32位和低32位，通常情况下二者都为零值; dwNumberOfBytesToMap定义了映射到本进程地址空间的共享内存的字节数，如果该值为零，则映射所有的共享内存。

这里定义实时打印系统所用共享内存的名字为g_szRealTimePrintSystemShareMemName。REALTIMEPRINT_DB是一个结构类型，定义了共享内存的内部结构，它是实时打印系统的数据核心，包括了要打印的信息、写入指针、读出等信息。 具体步骤如下(示意性代码):

REALTIMEPRINT_DB *g_pRealTimePrint-

SystemDb ；

HANDLE hShareMemHandle = NULL；

DWORD dwRTPSShmLen = sizeof(REALTIMEPRINT_DB);

//REALTIMEPRINT_DB 结构的长度

hShareMemHandle =

//生成共享内存，并返回其句柄

CreateFileMapping((HANDLE)0xffffffff,NULL,PAGE_READWRITE,0,

dwRTPSShmLen, //共享内存的大小 “g_szRealTimePrintSystemShareMemName”);

g_pRealTimePrintSystemDb =

//将共享内存映射到本进程的地址空间

(REALTIMEPRINT_DB *)MapViewOfFile(hShareMemHandle，FILE_MAP_ALL_,0,0,0);

在获得了共享内存的地址后，任何调用进程都可以将要打印的信息写到该共享内存中，供打印服务进程打印输出。基于系统实时性和效率方面的考虑，使用环形先入先出队列（FIFO），在此不再详述。

通常情况下，将上述功能封装成两个类，生成动态连接库供程序调用。一个类提供给需要提交打印信息请求的应用程序使用; 另一个类提供给响应打印请求的实时打印服务进程使用。在类中屏蔽以上算法细节和数据细节。

供提交打印信息请求的应用程序调用的类至少要提供如下操作：

class RealTimePrintSystemClnt

{//其他的数据和方法声明

public:

BOOL IsWorking();

//打印机是否正在工作？

/*实时打印系统的FIFO队列是否已满？如果返回为TRUE，表示实时打印系统已经没有空闲响应程序的打印请求，应用程序要等到该返回值为FALSE时，重发打印请求。*/

BOOL IsFull();

/*程序请求实时打印操作。pData 表示要打印的实时信息，由ASCII字符或者汉字字符组成的字符串。dwDataLen 是要打印的实时信息的字符长度。crColor 表示使用什么颜色打印，如果使用彩色喷墨打印机将可以打印彩色,默认值为0，表示黑色。pPrinterName 表示该打印请求将在哪一个打印机上打印输出，默认值为NULL，表示实时打印系统的默认打印机。返回值是实际提交给实时打印系统的信息长度，该值如果等于dwDataLen 则表示该请求已经完全提交成功，如果等于零值则表示该请求没有被完整提交，应用程序要再次提交该请求。*/

DWORD Request(LPCSTR pData,DWORD dwDataLen,COLORREF crColor=0，LPCSTR pPrinterName=NULL);

//其他的数据和方法声明

};

供响应打印请求的服务进程使用的类至少要提供如下操作:

class RealTimePrintSystemServ

{//其他的数据和方法声明

//UnionPrintSystem是打印驱动层的封装类，实时打印系统使用它来打印实时信息

UnionPrintSystem *m_pUnionPrintSystem;

public:

/*获得当前FIFO队列中的打印请求个数*/

DWORD GetRequstNum();

/*获得一个打印请求的数据，pData得到数据的首地址，dwDataLen得到数据的长度，crColor 得到打印颜色,pPrinterName 得到执行请求打印机的名字。返回值为TRUE，表示成功，为FALSE表示失败。*/

BOOL GetRequest(unsigned char ** pData,DWORD &dwDataLen,COLORREF &crColor，LPSTR pPrinterName);

/*实时打印系统的打印线程。在该打印线程中，要不断检测是否有打印请求，如果有打印请求，则取出打印请求，提交给打印驱动层，然后由打印驱动层驱动不同的打印机将请求在纸上打印出来。关于打印驱动层下面讲述。*/

static DWORD WINAPI rtPrintThread(LPVOID lpParameter）；

};

打印驱动部分

为了实现系统设备无关性的要求，设计了打印统一驱动层部分。这样一旦打印机设备更改，应用程序只需加载新的打印机设备驱动即可，不会导致打印机系统程序和用户程序的修改，使系统具有较好的稳定性、兼容性和可扩充性。

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