高級系統(tǒng)程序設(shè)計

1、高級系統(tǒng)程序設(shè)計重慶科技學(xué)院高級系統(tǒng)程序設(shè)計大作業(yè)專業(yè)班級： 學(xué) 號： 姓 名： 成 績： 摘 要在windows api中，有自己獨特的i/o操作，與c/c+中的i/o操作有何種區(qū)別；并且windows中的內(nèi)核對象是怎樣定義的，具體是怎樣操作。windows有自己的內(nèi)存架構(gòu)，根據(jù)特定的要求有不同的管理內(nèi)存方法，其中堆適合大量的小對象，然而內(nèi)存映射文件適合大文件，各自具有不同的特性。關(guān)鍵字：i/o 內(nèi)核對象 堆 內(nèi)存映射文件目 錄公共部分11.1請綜合比較c/c+中i/o的使用方法與本課程程序?qū)嵺`中所采用的i/o方法各自的特點，并請舉例分析說明？11.1.1 c/c+ i/o11.1.2win

2、dows i/o21.1.3總體區(qū)別31.2基本請結(jié)合具體的例子解釋什么是內(nèi)核對象，對內(nèi)核對象的操作與之前學(xué)習(xí)的對指針的操作方法有什么本質(zhì)的區(qū)別？31.2.1windows中的內(nèi)核對象31.2.2內(nèi)核對象與指針的區(qū)別4選題部分52.1windows內(nèi)存管理構(gòu)架52.2內(nèi)存映射文件52.2.1怎樣使用內(nèi)存映射文件52.2.2內(nèi)存映射文件的使用特點62.3堆92.3.1使用堆92.3.2堆的使用特點103.總結(jié)12參考文獻13致謝1415公共部分1.1請綜合比較c/c+中i/o的使用方法與本課程程序?qū)嵺`中所采用的i/o方法各自的特點，并請舉例分析說明？1.1.1 c/c+ i/o1）用標(biāo)準(zhǔn)庫，通過

3、調(diào)用函數(shù)實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)輸入，輸出c/c+的輸入/輸出由標(biāo)準(zhǔn)庫提供。標(biāo)準(zhǔn)庫定義了一族類型，支持對文件和控制窗口等設(shè)備的讀寫。而且在c+中還新定義了i/o流，在c語言中，標(biāo)準(zhǔn)庫stdio.h提供了兩個控制臺格式化輸入、 輸出函數(shù)printf( ) 和  scanf(), 這兩個函數(shù)可以在標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出設(shè)備上以各種不同的格式讀寫數(shù)據(jù)。  printf()函數(shù)用來向標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備(屏幕)寫數(shù)據(jù)，具體格式為printf("<格式化字符串>", <參量表>); scanf(

4、) 函數(shù)用來從標(biāo)準(zhǔn)輸入 ，具體格式為：scanf("<格式化字符串>", <地址表>)； 例如：輸入：printf（”hahahahahan”）;輸出：scanf(“%d”,&a);在c+中，i/o流是一系列寫到屏幕上或從鍵盤上讀出的字節(jié)序列。將i/o流定義為類，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的輸入輸出操作時，一般使用i/o流cin作為輸入，cout作為輸出。在ios.h、iostream.h、istream.h、ostream.h以及streamb.h中可以找到i/o流的定義。iostream.h中定義了如下四個對象：ci

5、n鍵盤輸入(stdin)、cout屏幕輸出(stdout)、cerr標(biāo)準(zhǔn)錯誤設(shè)備輸出(stderr)、clog標(biāo)準(zhǔn)錯誤緩沖輸出(stderr)。例如：cin>>name;cout<<”helllo world!”;cerr<<”error!”;clog<<”error log!”2）用標(biāo)準(zhǔn)庫，進行文件的讀寫操作在c語言中，打開文件的操作通過標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)fopen 完成，它返回一個file指針值，賦給一個file類型的指針變量，通過指針對文件進行操作；fopen的函數(shù)原型，file *fopen(const char *filename,const

6、char *mode);關(guān)閉文件通過fclose完成，其原型為 int fclose（file *stream）；例如：以讀的方式打開文件fnamefile *fp;fp=fopen(fname,”r”);fclose(fp);對于對文件的輸入輸出，分為字符的輸入輸出、格式化輸入輸出、行式輸入輸出。在c+中，提供了對磁盤文件進行讀寫，并且使用一個與輸入文件相關(guān)的變量來代替cin，使用一個與輸出文件相關(guān)的變量來代替cout。進行文件操作必須包含頭文件分stream。也就是定義一個ifstream類型變量來讀文件，定義一個ofstream類型變量來寫文件，操作完后關(guān)閉文件。例如:c+中要打開一個文

7、件ifstream infile;ofstream outfile;infile.open(“file”);/打開文件outfile.open(“file”);infile.close();/關(guān)閉文件outfile.close();1.1.2windows i/o在windows中，把文件和所有其他的輸入輸出設(shè)備的操作都統(tǒng)一由createfile等系列函數(shù)完成，也就是老師說的將將其他輸入輸出設(shè)備當(dāng)做文件來處理。這個createfile()函數(shù)返回了一個文件內(nèi)核對象句柄，這里說的文件不是狹義上的磁盤文件，也包括一些設(shè)備，比如郵槽，命名管道和匿名管道等等， 這些函數(shù)，會創(chuàng)建一個i/o內(nèi)核對象，并取

8、得該對象的句柄值，然后我們可以調(diào)用與具體設(shè)備相關(guān)的函數(shù)，并傳入得到的設(shè)備內(nèi)核對象句柄，來和設(shè)備進行通信。和其他內(nèi)核對象一樣，可以調(diào)用函數(shù)closehandle來關(guān)閉createfile創(chuàng)建的i/o內(nèi)核對象。例如：在郵槽通信中，每個服務(wù)器使用createmailslot創(chuàng)建郵槽句柄，服務(wù)器就要使用readfile調(diào)用等待接收寫的郵槽信息。并且只的客戶應(yīng)該使用createfile打開郵槽并使用writefile寫入消息。對文件的基本操作有四個函數(shù)createfile() writefile() readfile() closefile()對文件的打開以及關(guān)閉文件打開： handle createf

9、ile( lpctstr lpfilename, / 文件名 dword dwdesiredaccess, / 訪問模式 dword dwsharemode, / 共享模式 lpsecurity_attributes lpsecurityattributes, / 安全屬性 dword dwcreationdisposition, / how to createdword dwflagsandattributes, / 文件屬性 handle htemplatefile / 模板文件句柄 );文件關(guān)閉：bool closehandle(handle hobject)例如：打開一個haha命名可

10、讀可寫不可共享已存在的文件，handle hfile；hfile=（haha,generic_read|generic_write,0,null,open_existing,0,null）;closehandle(hfile);文件的讀寫操作bool readfile ( handle  hfile, /文件的句柄 lpvoid  lpbuffer, /用于接收數(shù)據(jù)的緩沖區(qū) dword  nnumberofbytetoread, /允許接收的最大字節(jié)數(shù)lp

11、dword lpnumberofbyteread/實際讀入字節(jié)的數(shù)量 lpoverlapped  lpoverlapped, /一個overlapped結(jié)構(gòu)的指針 )bool    writefile ( handle  hfile, /文件的句柄 lpcvoid  lpbuffer, /用于寫入數(shù)據(jù)的緩沖區(qū) dword  nnumberofbytestowrite, /允許寫入的最大字

12、節(jié)數(shù)lpdword lpnumberofbytewritten/實際寫入的字節(jié)數(shù)量 lpoverlapped lpoverlapped, /一個overlapped結(jié)構(gòu)的指針 )在windows中，共有兩種i/o機制，一種是同步i/o另一種是異步i/o。同步i/o是線程執(zhí)行一個輸入輸出函數(shù)時，輸入輸出工作執(zhí)行完畢后，函數(shù)返回繼續(xù)執(zhí)行以后的代碼。異步i/o是線程執(zhí)行一個輸入輸出函數(shù)時，函數(shù)不等待讀/寫操作完成便立即返回，線程可先去執(zhí)行下文，執(zhí)行下文時可查詢剛剛發(fā)起的讀/寫操作是否完成。同步i/o將會阻塞線程的執(zhí)行， 異步i/o是更加高效的。在異步i/o的使

13、用，有三種方法，多線程i/o、重疊i/o以及帶有完成例程的重疊i/o多線程i/o：一個或一組進程中的每個線程執(zhí)行同步i/o，但其他線程可以繼續(xù)執(zhí)行重疊i/o：線程在發(fā)出讀、寫或其他i/o操作命令之后繼續(xù)執(zhí)行。當(dāng)線程需要i/o結(jié)果才能繼續(xù)執(zhí)行，它要么等待文件句柄，要么等待在readfile或writefile重疊結(jié)構(gòu)中指定的一個事件。帶有完成例程的重疊i/o：系統(tǒng)在i/o操作完成時調(diào)用線程內(nèi)一個特定的完成例成回調(diào)函數(shù)1.1.3總體區(qū)別 在c/c+中，有關(guān)輸入輸出的操作，都有通過庫函數(shù)；然而在windows系統(tǒng)編程中，把文件和所有其他的輸入輸出設(shè)備的操作都統(tǒng)一由createfile等系列函數(shù)完成，

14、也就是老師說的將將其他輸入輸出設(shè)備當(dāng)做文件來處理。并且可以采用異步i/o提高效率。1.2基本請結(jié)合具體的例子解釋什么是內(nèi)核對象，對內(nèi)核對象的操作與之前學(xué)習(xí)的對指針的操作方法有什么本質(zhì)的區(qū)別？1.2.1windows中的內(nèi)核對象windows中許多系統(tǒng)資源是以內(nèi)核對象來表示的，像進程、線程、文件等等這樣的對象，內(nèi)核對象是系統(tǒng)地址空間中的一個內(nèi)存塊，由系統(tǒng)創(chuàng)建并維護。內(nèi)核對象為內(nèi)核所擁有，可以通過句柄來標(biāo)識，應(yīng)用。而且最關(guān)鍵的是內(nèi)核對象必須由windows api函數(shù)來操作.例如：在windows中對文件對象的操作，實現(xiàn)對文件的復(fù)制。其中要對文件對象進行操作，就必須調(diào)用文件的基本操作的四個函數(shù)cr

15、eatefile() writefile() readfile() closefile()通過文件句柄進行操作。定義兩個文件句柄，一個用于將要被復(fù)制的文件，一個用于復(fù)制后的文件handle hin, hout;打開一個已經(jīng)存在以字符串a(chǎn)rgy1命名的只讀文件，并可以讓其他進程進行并發(fā)讀訪問；hin = createfile (argv1, generic_read, file_share_read, null,open_existing, file_attribute_normal, null);創(chuàng)建一個以字符串a(chǎn)rgy2命名的只寫文件，不能共享；hout = createfile (argv

16、2, generic_write, 0, null,create_always, file_attribute_normal, null);進行文件復(fù)制while (readfile (hin, buffer, buf_size, &nin, null) && nin > 0) writefile (hout, buffer, nin, &nout, null);關(guān)閉文件句柄closehandle (hin); closehandle (hout);1.2.2內(nèi)核對象與指針的區(qū)別實例中，文件對象是windows中的內(nèi)核對象，我們只能調(diào)用windows提供的

17、api函數(shù)進行文件操作，事實上我們也只能通過文件句柄進行操作，除此之外沒有其它的辦法。但是在c/c+中，將對象的地址作為數(shù)據(jù)，也就是指針值，用于保存地址的變量就是指針。也就是通過指針訪問內(nèi)存，進行內(nèi)存中數(shù)據(jù)的修改。我們只要知道了內(nèi)存地址，就可以通過指針對該內(nèi)存進行修改。然而windows中的內(nèi)核對象，我們只能通過api函數(shù)，得到句柄進行相關(guān)的操作而且windows中為了對象的安全，支持廣泛的安全模型，能夠防止對諸如文件、進程等對象的未經(jīng)授權(quán)的訪問，其中幾乎所有可共享的對象都可以得到保護。例如：windows中，在創(chuàng)建文件時，第四個參數(shù)，lpsecurity_attributes lpsecur

18、ityattributes,就是說明了對象的安全屬性。所以，指針與內(nèi)核對象的本質(zhì)區(qū)別就是，指針可以對內(nèi)存進行任意的修改，而且指針可以我們根據(jù)自己的需要進行定義。內(nèi)核對象只能通過句柄對相關(guān)的地方進行操作，而且有嚴(yán)格的對象安全屬性，只能根據(jù)需要調(diào)用api函數(shù)，不能自己定義！選題部分題目一：綜合比較windows內(nèi)存管理中內(nèi)存映射文件和堆2鐘方法各自的特點，寫出你的詳細(xì)分析結(jié)論并請編程舉例說明，必須在大作業(yè)中給出你的每個程序的設(shè)計思考過程和關(guān)鍵程序代碼段，完整的源程序可在附錄中給出。 2.1windows內(nèi)存管理構(gòu)架 windows程序c庫：malloc，free mmf api （內(nèi)存映射文件）

19、堆api 虛擬內(nèi)存api 帶有虛擬內(nèi)存管理器的windows內(nèi)核物理內(nèi)存磁盤和文件系統(tǒng)2.2內(nèi)存映射文件內(nèi)存映射文件的物理存儲器來自磁盤上已有的文件，而不是來自系統(tǒng)的頁面交換文件，一旦把文件映射到地址空間，我們就可以對他進行訪問，就好像將整個文件已經(jīng)載入內(nèi)存一樣。2.2.1怎樣使用內(nèi)存映射文件1）打開文件2）如果是新文件，那么要使用createfilemapping,要么先使用setfilepointerex，然后使用setendoffile來設(shè)置長度。3) 使用createfilemapping或openfilemapping來映射文件4) 使用mapviewofile創(chuàng)建一個或多個視圖5)

20、 通過內(nèi)存引用來訪問文件6）完成后，關(guān)閉有關(guān)句柄涉及的有關(guān)函數(shù)：創(chuàng)建一個帶有句柄的文件映射對象handle createfilemapping(handle hfile, /物理文件句柄lpsecurity_attributes lpsa, /安全設(shè)置dword dwprotect, /保護設(shè)置dword dwmaximumsizehigh, /高位文件大小dword dwmaximumsizelow, /低位文件大小lpctstr lpmapname /共享內(nèi)存名稱);打開現(xiàn)有的文件映射：handle openfilemapping(dword dwdesiredaccess,/訪問權(quán)限bo

21、ol binherithandle,/ 返回的句柄是否能由當(dāng)前進程啟動的新進程繼承l(wèi)pctstr lpmaname/共享內(nèi)存名稱)將對象映射到地址空間lpvoid mapviewoffile( handle hmapobject,/ 文件映射對象的句柄 dword dwaccess, /訪問權(quán)限 dword dwoffsethigh,/ 文件中映射起點的高32位地址dword dwoffsetlow,/文件中映射起點的低32位地址 size_t  cbmap/以字節(jié)為單位的映射區(qū)域尺寸值);關(guān)閉映射句柄bool unmapviewof

22、file(lpvoid lpbaseaddress)2.2.2內(nèi)存映射文件的使用特點1）系統(tǒng)使用內(nèi)存映射文件，以便加載和執(zhí)行.exe和dll文件。大大節(jié)省頁文件空間和應(yīng)用程序啟動運行所需的時間。當(dāng)一個程序在調(diào)用createprocess的時候，系統(tǒng)首先就會先確定創(chuàng)建進程時所指定的可執(zhí)行文件的位置，如果找不到創(chuàng)建進程就會失敗；找到了可執(zhí)行文件的位置，系統(tǒng)就會創(chuàng)建一個新的進程內(nèi)核對象，并為他創(chuàng)建一個私有的地址空間。而且系統(tǒng)會預(yù)定一塊足夠大的地址空間來容納可執(zhí)行文件并且系統(tǒng)會對地址空間區(qū)域進行標(biāo)注說明該區(qū)域來自磁盤上的可執(zhí)行文件，也就是將可執(zhí)行文件映射到虛擬地址空間，這樣就可以節(jié)省頁文件空間。當(dāng)系統(tǒng)

23、把可執(zhí)行文件映射到進程的地址空間后，就會訪問可執(zhí)行文件中一個段，這個段列出了一些dll文件，他們包含了可執(zhí)行文件的需要調(diào)用的函數(shù)。同樣系統(tǒng)會把用到的dll也映射到一塊足夠大的地址空間并標(biāo)注。把所有的可執(zhí)行文件和dll文件都映射到進程的地址空間后，系統(tǒng)就會開始執(zhí)行可執(zhí)行文件的啟動代碼。由于采取的文件映射，時間較短，就不用一段一段的將指令讀入內(nèi)存，所以也就節(jié)省了程序的啟動運行時間。2）開發(fā)人員使用內(nèi)存映射文件來訪問磁盤上的數(shù)據(jù)文件。這樣可以避免直接對文件執(zhí)行i/o操作和對文件內(nèi)容進行緩存，并且可以進行大文件操作。由于使用內(nèi)存映射文件，是將來自磁盤上已有的文件映射到地址空間，所以肯定就可以避免直接對

24、文件執(zhí)行i/o操作和對文件內(nèi)容進行緩存。例如：將一個文件映射到虛擬內(nèi)存空間handle hfile = invalid_handle_value, hmap = null;lpvoid pfile = null;hfile = createfile (tempfile, generic_read| generic_write, 0, null, open_existing, 0, null);/打開文件hmap = createfilemapping (hfile, null, page_readwrite, 0, 0, null);/創(chuàng)建一個內(nèi)核文件映射對象pfile = mapviewof

25、file (hmap, file_map_all_access, 0, 0, 0);/將文件映射到進程的虛擬地址空間unmapviewoffile (pfile)/釋放視圖;closehandle (hmap);/關(guān)閉文件映射句柄closehandle (hfile);/關(guān)閉文件句柄在win32 api中，提供有支持文件處理的函數(shù) (如createfile()、writefile()、readfile()等）.。一般來說，以上這些函數(shù)可以滿足大多數(shù)場合的要求，但是對于某些超過幾個g大文件，再以通常的文件處理方法進行處理顯然是行不通的,因為不能一次將文件映像全部映射進來。對于這種情況只能依次將大

26、文件的各個部分映射到進程中的一個較小的地址空間例如：使用內(nèi)存映射文件進行大文件的操作，由于不能一次性將文件全部映射到地址空間，所以就只能將文件一部分一部分的映射到地址空間，其中最關(guān)鍵的是要分別將每一部分映射到地址空間后，要關(guān)閉視圖，而且要確定文件偏移的大小，循環(huán)映射，直到文件全部映射完成(本程序源于wndows核心編程第五版)/創(chuàng)建文件handle hfile = createfile(“haha”, generic_read | generic_write,    0, null,&

27、#160;open_existing, file_attribute_normal, null);  /創(chuàng)建文件映射 handle hfilemap = createfilemapping(hfile, null, page_readwrite, 0, 0, null);  / 得到系統(tǒng)分配粒度  system_info sysinfo;  getsysteminfo(&sysi

28、nfo);  dword dwgran = sysinfo.dwallocationgranularity;  / 得到文件尺寸  dword dwfilesizehigh;  _int64 qwfilesize = getfilesize(hfile, &dwfilesizehigh);  qwfilesize |= (_int64)dwfilesizehigh) &

29、lt;< 32);  / 關(guān)閉文件對象  closehandle(hfile);  / 偏移地址   _int64 qwfileoffset = 0;  / 塊大小  dword dwblockbytes = 1000 * dwgran;  if (qwfilesize < 1000&#

30、160;* dwgran)   dwblockbytes = (dword)qwfilesize;   while (qwfileoffset > 0)       / 映射視圖    lpbyte lpbmapaddress = (lpbyte)mapviewoffile(hfilemap,file_map_all_ac

31、cess,  (dword)(qwfileoffset >> 32), (dword)(qwfileoffset & 0xffffffff), dwblockbytes);    / 對映射的視圖進行訪問    for(dword i = 0; i < dwblockbytes; i+)    

32、; byte temp = *(lpbmapaddress + i);     / 撤消文件映像     unmapviewoffile(lpbmapaddress);     / 修正參數(shù)     qwfileoffset += dwblockbytes;   

33、60; qwfilesize -= dwblockbytes;      / 關(guān)閉文件映射對象句柄   closehandle(hfilemap);3）可以使用內(nèi)存映射文件，使同一臺計算機上運行的多個進程能夠相互之間共享數(shù)據(jù)共享內(nèi)存主要是通過映射機制實現(xiàn)的。windows下進程的地址空間是相互隔離的，但在物理上卻是重疊的。所謂的重疊是指同一塊內(nèi)存區(qū)域可能被多個進程同時使用。當(dāng)調(diào)用createfilemapping創(chuàng)建命名的內(nèi)存映射文件對象時，windows即在物理內(nèi)

34、存中申請了一塊指定大小的內(nèi)存區(qū)域，返回文件映射對象的新句柄hmap。為了能夠訪問這塊區(qū)域必須調(diào)mapviewofifile函數(shù)，促使windows將此內(nèi)存空間映射到進程的地址空間中。當(dāng)在其他進程中訪問這塊區(qū)域時，則必須使用openfilemapping函數(shù)來取得對象句柄hmap，并調(diào)用mapviewoffile函數(shù)得到此內(nèi)存空間的一個映射。這樣一來，系統(tǒng)就把同一塊內(nèi)存區(qū)域映射到了不同進程的地址空間中，從而達到共享內(nèi)存的目的。例如:用c寫一個程序，使用內(nèi)存映射文件進行簡單的數(shù)據(jù)共享。首先,將字符串利用內(nèi)存映射文件映射到地址空間char name = "sure" / 內(nèi)存映射

35、對象的名稱 char data = "abcdefghijk" / 共享內(nèi)存中的數(shù)據(jù) lpvoid pbuffer; / 共享內(nèi)存指針 handle hmap=createfilemapping( invalid_handle_value,nupage_readwrite,0, strlen(data),name); / 映射對象的一個視圖，得到指向共享內(nèi)存的指針，設(shè)置里面的數(shù)據(jù) pbuffer = mapviewoffile(hmap, file_map_all_access, 0, 0, 0); strcpy(char*)pbuffer, data); printf(&

36、quot; 寫入共享內(nèi)存數(shù)據(jù)：%sn", (char*)pbuffer); 然后，打開現(xiàn)有的文件映射使用openfilemapping函數(shù)來取得對象句柄hin，并調(diào)用mapviewoffile函數(shù)得到此內(nèi)存空間的一個映射 handle hin=openfilemapping(file_map_all_access, 0, name); if(hin != null) / 打開成功，映射對象的一個視圖，得到指向共享內(nèi)存的指針，顯示出里面的數(shù)據(jù) pbuffer =mapviewoffile(hin, file_map_all_access, 0, 0, 0); printf("

37、 讀出共享內(nèi)存數(shù)據(jù)：%sn", (char*)pbuffer); 2.3堆windows在堆中維護著內(nèi)存池，進程可以包含許多堆，我們從堆中分配內(nèi)存。而且堆是windows對象，但不是內(nèi)核對象，在分配內(nèi)存時需要堆句柄。 堆是進程創(chuàng)建時在進程空間建立的區(qū)域，由堆管理器來管理。一個進程可以有很多個堆。進程有一個默認(rèn)堆，可以動態(tài)的擴大。當(dāng)程序需要管理很多小對象時，適合用堆。2.3.1使用堆一、使用堆常用的函數(shù)：1、 獲得進程默認(rèn)堆句柄handle getprocessheap（void）返回：本進程的堆句柄，失敗返回null2、 創(chuàng)建堆handle heapcreate( dword flo

38、ptions,/創(chuàng)建堆的選項 dword dwinitialsize,/初始大小 dword dwmaximumsize/最大尺寸)3、從堆中分配內(nèi)存塊 heapalloclpvoidheapalloc(handle hheap;/分配內(nèi)存的堆句柄dword dwflags;/分配控制的選項size_t dwbytes/分配內(nèi)存塊的大小) 4、 改變內(nèi)存塊的大小 heaprealloclpvoid heaprealloc(handle hheap;/修改堆的句柄dword dwflags;/控制選項lpvoid lpmem;/指定重新分配的內(nèi)存塊size_t dwbytes/新塊的大小); 5

39、、釋放內(nèi)存塊 heapfree bool heapfree(handle hheap;/釋放堆的句柄dword dwflags;/控制選項lpvoid lpmem;/指定釋放的內(nèi)存塊);6、得到堆的尺寸heapsize size_t heapsize(handle hheap,/堆句柄dword dwflags,/唯一可能的值是heap_no_serializelpcvoid lpmem/指定的內(nèi)存塊)7、 撤銷堆 heapdestroybool heapdestroy(handle hheap);2.3.2堆的使用特點1、用來分配許多較小的數(shù)據(jù)塊，可不考慮分配粒度和頁面邊界。在堆管理中，有堆

40、管理器來替它管理，不需管理具體的事情如頁面邊界和分配粒度等問題。堆成功創(chuàng)建以后， 整個堆的構(gòu)造如圖2所示， 堆是以堆管理結(jié)構(gòu)開始的，圖中的初始區(qū)域是參數(shù) dwinitialsize指定的。暫時未用的保留區(qū)域（預(yù)備區(qū)域）， 它和初始區(qū)域的總和由參數(shù)dwmaximumsize指定。 初始區(qū)域管理結(jié)構(gòu) 預(yù)備區(qū)域 圖2 堆的結(jié)構(gòu)保留區(qū)域中的多數(shù)頁面并沒有提交到物理存儲器。 隨著從堆中越來越多地進行內(nèi)存分配， 堆管理器逐漸把更多的物理存儲器提交給堆。堆的物理存儲器從系統(tǒng)頁文件中分配， 在釋放時有專門的堆管理器負(fù)責(zé)對已占用物理存儲器的回收。 應(yīng)用程序可以使用系統(tǒng)提供的一系列函數(shù)來創(chuàng)建自己的堆并對堆中的內(nèi)存

41、進行管理， 主要包括堆內(nèi)存塊的分配和堆內(nèi)存塊的釋放， 以及堆內(nèi)存塊的枚舉、 計算內(nèi)存塊的大小等等。堆用來分配較小的數(shù)據(jù)塊，也就是說，適合管理大量的小對象。比如，用來管理鏈表和二叉樹。例如：使用堆，實現(xiàn)二叉排序數(shù)，實現(xiàn)動態(tài)分配內(nèi)存在程序中使用兩個堆，在二叉樹的每個結(jié)點中，包含了左指針、右指針、一個鍵以及一個指向數(shù)據(jù)堆中的數(shù)據(jù)記錄指針。定義如下：typedef struct _treenode struct _treenode *left, *right;/ 左指針、右指針tchar keykey_size;/ 鍵lptstr pdata;/ 指向數(shù)據(jù)堆中的數(shù)據(jù)記錄指針 treenode, *lptnode, *lpptnode;其中，鍵保存在結(jié)點堆（node heap）中，節(jié)點堆的定義如下：hnode=heapcreate(heap_generate_exceptions|heap_no_serialize,node_heap_isize, 0);數(shù)據(jù)堆（data heap）定義如下;hdata=heapcreate(heap_gene