Comunicación entre procesos Java y .Net a través de "named pipes"

Pues bien, el concepto de la comuncación entre procesos (IPC) no es nuevo, y la internet posee mucha información acerca de ese tema. Básicamente el concepto se refiere a cualquier canal de comunicación que pueda existir entre dos procesos que corren simultáneamente en la misma computadora, o entre computadoras diferentes conectadas en una red.

Existen varias técnicas que se han desarrollado para lograr esto, una de ellas es la ya muy conocida comunicación a través de sockets: un proceso que posee una subrutina para escuchar información entrante por un puerto TCP o UDP y otro proceso que le envía información. Este acercamiento funciona muy bien en casi la mayoría de ambientes, sin embargo suelen existir ambientes muy específicos cuando por diversos temas, es necesario buscar otra solución. 

Pensemos un momento en el siguiente escenario: Tengo un proceso que posee una lógica muy especial para una tarea muy específica, y necesito reutilizar su funcionalidad desde una aplicación nueva que correrá en la misma computadora. Necesitamos una comunicación local entre estos procesos y no podemos pensar en soluciones a gran escala como aplicaciones o servicios web, ya que su implementación y la plataforma que necesitan se traduce en demasiado esfuerzo. Hasta este punto puedo pensar en comunicar estas dos aplicaciones por sockets, sin embargo el nivel de seguridad que se necesita no permite abrir puertos en dicho computador. Y para adornar un poco más las cosas, éstas aplicaciones están escritas en lenguajes diferentes. 

Reconozco que el ejemplo expuesto es muy poco trivial, y talvez ya tengan una solución válida y coherente completamente diferente a la que les voy a explicar, sin embargo, procederemos con este supuesto. Luego de ver y entender las principales bondades de utilizar "named pipes" estoy seguro de que ustedes podrán apropiarse de la técnica para situaciones suyas mucho más reales y válidas.

Pues bien, un "named pipe", lo que utilizaremos para comunicar éstas dos aplicaciones, no es otra cosa que un componente que se crea como una tubería entre varios procesos. En Windows, cada una de éstas tuberías tiene un comportamiento parecido al de un socket, y tienen que ser accedidas como si se tratasen de archivos. Así mismo, los named pipes deben ser montados sobre un sistema de archivos diferente a los que los comunes mortales conocen conocidos. Un named pipe en Windows, se monta sobre la unidad especial: "\\.\pipe\".

A continuación muestro un ejemplo de comunicación entre una aplicación escrita en C# (que va a actuar como un servicio oyente de información) y una aplicación escrita en Java (que va a actuar como una aplicación cliente de envío de información) a través de un named pipe con nombre "canal".

Primero veamos la rutina en C# necesaria para escuchar por un dato a través del named pipe:

while (true)
{
 //Crear la instancia del named pipe
 NamedPipeServerStream pipeServer =
 new NamedPipeServerStream("canal", PipeDirection.InOut, 4);
 Console.WriteLine("==> Hilo del Servidor NamedPipe creado.");
 //Esperar por una conexión cliente
 Console.WriteLine("==> Esperando por la conexión de un cliente...");
 pipeServer.WaitForConnection();
 Console.WriteLine("==> Cliente conectado.");
 try
 {
  // Flujo para las solicitudes. 
  StreamReader sr = new StreamReader(pipeServer);
  // Flujo para las respuestas. 
  StreamWriter sw = new StreamWriter(pipeServer);
  sw.AutoFlush = true;
  // Leer la solicitud desde el flujo. 
  string mensaje = sr.ReadLine();
  Console.WriteLine("==> Mensaje del cliente: " + mensaje);
  // Enviar la respuesta por le flujo de salida.
  sw.WriteLine("==>: " + mensaje);
  pipeServer.Disconnect();
 }
 catch (IOException e)
 {
  Console.WriteLine("==>Error: {0}", e.Message);
 }
 pipeServer.Close();
}

Como podemos ver, lo único que hará la aplicación servidor en este ejemplo, será el esperar un mensaje de un cliente, escribirlo en la consola y devolvérselo al cliente como un eco.

Ahora veamos la rutina en Java necesaria para enviar un dato hacia la aplicación servidor (escrita en C#) a través del named pipe:

try {
 // Conectarse al NamedPipe
 RandomAccessFile pipe = new RandomAccessFile("\\\\.\\pipe\\canal","rw");
 String echoText = "Hola mundo de NamedPipes\n";
 // Escribir en el NamedPipe
 pipe.write(echoText.getBytes());
 // Leer respuesta
 String echoResponse = pipe.readLine();
 System.out.println("Response: " + echoResponse);
 pipe.close();
} catch (Exception e) {
 e.printStackTrace();
}

Esta sección de código nos deja ver que para acceder a un NamedPipe desde Java podemos hacer como si se tratase de un archivo de acceso aleatorio, cuya localización está dentro de la unidad especial: "\\.\pipe\".

Al ejecutar el cliente podrán ver que su comportamiento es el esperado, y no hace otra cosa que enviar una cadena de texto y recibir la misma cadena de texto como respuesta.
Funcionalmente este ejemplo no es muy útil, sin embargo es justo lo necesario para que podamos ver y deducir a partir de aquí cómo podremos armar un esquema de comunicación robusto entre dos aplicaciones heterogéneas.

A continuación les dejo los links en donde encontré esta información, con el ejemplo original (que es idéntico al expuesto aquí), y así mismo un link desde donde se podrán descargar los dos proyectos para que los pueda correr y probar. (.Net => Visual Studio 2010, Framework 4.0 y Java => Eclipse Juno, JDK 1.6)

Fuentes:
Rutinas de intercomunicación .Net - Java
Named Pipe en Wikipedia

Archivos:
Proyectos .Net y Java