WinRT IO相關整理

雖然一般UWP開發還是依賴.Net for UWP，但有時還是需要調用WinRT API。特別是在IO部分，WinRT有著和.Net似曾相識但又不盡相同的介面。在此對經常用到的一些地方進行一下整理。

WinRT IO

Stream

和.Net的Stream體系類似，WinRT中也存在一系統的IO流介面。和c++類似，在WinRT中流被分為input和output：

interface IInputStream
interface IOutputStream
interface IRandomAccessStream : IInputStream, IOutputStream

其中IInputStream和IOutputStream介面提供了基本的非同步讀寫位元組操作，不過由於太過抽象，可以加以DataReader、DataWriter包裝使用。

IRandomAccessStream則提供了隨機訪問流，以及在特定偏移處打開input或output流的功能。

IInputStream IRandomAccessStream.GetInputStreamAt(ulong position);
IOutputStream IRandomAccessStream.GetOutputStreamAt(ulong position);
void IRandomAccessStream.Seek(ulong position);

對於以上介面的實現，WinRT提供了InMemoryRandomAccessStream類，用以進行高速記憶體流的讀寫。

IO操作類

WinRT提供了DataReader、DataWriter類以對輸入、輸出流進行操作。

靜態的RandomAccessStream類（並非以上介面的實現），用於進行方便的從輸入流到輸出流的數據拷貝。

static IAsyncOperationWithProgress<UInt64, UInt64> RandomAccessStream.CopyAsync(
    IInputStream source, IOutputStream destination, ulong bytesToCopy
);

另外對於常見的文件操作，WinRT提供了兩種模式：

• 一種是基於流來使用StorageFile。

  該類實現了IInputStreamReference介面，用於從文件打開輸入流； 

  IAsyncOperation<IInputStream> StorageFile.OpenSequentialReadAsync();

  還實現了IStorageFile介面，支持打開隨機讀取流，以對文件進行寫入。

  IAsyncOperation<IRandomAccessStream> StorageFile.OpenAsync(FileAccessMode accessMode);

• 另一種是調用靜態FileIO類。該類提供多種讀寫二進位或文本的方法，都接受一個IStorageFile作為參數。不過較流操作來說方便有餘，靈活略欠。

WinRT的IO，和.Net的對比，有如下類似：

當然也並非這麼絕對，兩種方法都不是單一的操作位元組或文本，也都涉及彼此的領域。

除了文件之外，WinRT也提供了網路IO，如TCP StreamSocket，UDP DatagramSocket。這些類也都提供了相應的獲取輸入、輸出流的屬性。

WinRT與其他運行時的轉換

WinRT IO流與.Net流的轉換（部分方法省略）： 

namespace System.IO
{
    public static class WindowsRuntimeStreamExtensions
    {
        public static IInputStream AsInputStream(this Stream stream);
        public static IOutputStream AsOutputStream(this Stream stream);
        public static Stream AsStream(this IRandomAccessStream windowsRuntimeStream);
        public static Stream AsStreamForRead(this IInputStream windowsRuntimeStream);
        public static Stream AsStreamForWrite(this IOutputStream windowsRuntimeStream);
    }
}

WinRT StorageFile到.Net流的轉換（部分方法省略）：

namespace System.IO
{
    public static class WindowsRuntimeStorageExtensions
    {
        public static Task<Stream> OpenStreamForReadAsync(this IStorageFile windowsRuntimeFile);
        public static Task<Stream> OpenStreamForWriteAsync(this IStorageFile windowsRuntimeFile);
    }
}

另外在WinRT IO操作中經常會遇到的IBuffer，也有對應的方式和.Net類互轉（部分方法省略）：

namespace System.Runtime.InteropServices.WindowsRuntime
{
    public sealed class WindowsRuntimeBuffer
    {
        public static IBuffer Create(byte[] data, int offset, int length, int capacity);
        public static IBuffer Create(int capacity);
    }

    public static class WindowsRuntimeBufferExtensions
    {
        public static IBuffer AsBuffer(this byte[] source);
        public static Stream AsStream(this IBuffer source);
        public static void CopyTo(this byte[] source, int sourceIndex, IBuffer destination, uint destinationIndex, int count);
        public static void CopyTo(this IBuffer source, uint sourceIndex, byte[] destination, int destinationIndex, int count);
        public static void CopyTo(this IBuffer source, uint sourceIndex, IBuffer destination, uint destinationIndex, uint count);
        public static byte[] ToArray(this IBuffer source);
    }
}

另外對於C++/CX，獲取IBuffer數據可以採取另一種方法，通過IBufferByteAccess介面：

#include <robuffer.h>
using namespace Windows::Storage::Streams;

IBuffer ^buffer;
ComPtr<IInspectable> inspectable(reinterpret_cast<IInspectable *>(buffer));
ComPtr<IBufferByteAccess> bufferByteAccess;
inspectable.As(&bufferByteAccess);

byte *bytes;
bufferByteAccess->Buffer(&bytes);

可以避免數據的拷貝。

P.S.現在WinRT可能還存在文檔比較少的問題，用起來會比較辛苦。相關的整理會慢慢補充。

另外關於文檔出處，正如IBufferByteAccess的頁面，MSDN上有一些關於C++的參考，其中存在部分和WinRT相同的地方，往往帶有更豐富的備註，可供參考，如：

https://msdn.microsoft.com/en-us/library/br205850(v=vs.85).aspx