大三-下學期os實驗windows

Win32系統(tǒng)進程控線程控制與同器管文件系

實驗二、三、實驗實驗實驗五、實驗1

進程地址空線線每個 創(chuàng)建一個主程主線程執(zhí)行“main”函 線線程可以創(chuàng)建其他線系統(tǒng)范圍地址空2支持多線程進程：創(chuàng)建一個應(yīng)用程序，將其必須完成的工作劃分為多個邏輯小塊，由線程來完成。相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用比3多線程應(yīng)在與用戶交互的同時執(zhí) 任Word 打印的同時我們?nèi)钥梢跃幊浞掷枚嗵幚碓谝粋€有n個處理器的系統(tǒng)中理論n個多線程增加了系統(tǒng)的復(fù)雜需在不同線程之間同系統(tǒng)的伸縮性也是一個問4進程的數(shù)進程的所有線程共享進程所擁有的數(shù)虛地址空頁面工作權(quán)限控內(nèi)核對象環(huán)境字符命令5線程的數(shù)每個線程擁有自己的數(shù)用戶態(tài)堆態(tài)堆線程的局 調(diào)度狀態(tài)和優(yōu)先硬件上下程序計數(shù)器，棧指針，通用寄存權(quán)6一、進程控7進程控相關(guān)API說進程控制創(chuàng)建/結(jié)獲得當前進程標識掛同步等88相關(guān)API函數(shù)說返回當前進程的句HANDLE獲得進程的基準優(yōu)先DWORD分 空間，并將其清VOIDZeroMemory(Destination,9獲得系統(tǒng)中進程的快照，以枚舉所有進CreateToolhelp32Snapshot(dwFlags, 獲得快照中第一個進程的信息，存放LPPROCESSENTRY32結(jié)構(gòu)中BOOLProcess32First(HANDLEhSnapshot,LPPROCESSENTRY32lppe)獲得快照中下一個進程的信BOOLProcess32Next(HANDLEhSnapshot,LPPROCESSENTRY32lppe)獲得一個已經(jīng)存在的 象的句HANDLEOpenProcess(dwDesiredAccess,bInheritHandle,dwProce 象的 BOOLGetProcessTimes(hProcess,lpCreationTime,lpExitTime,lpKernelTime,lpUserTime);BOOLCloseHandle(HANDLE①一個對象的句柄數(shù)就是該對象的使用計數(shù)。o使指定的對象句柄無效，減少對象的句柄數(shù)。當一個對象的最后一個句柄被關(guān)閉后，就被刪除掉。②每個進 的句柄表，由本進程內(nèi)的所有線程使用{TH32CS_SNAPPROCESS,0);PROCESSENTRY32pe;ZeroMemory(&pe,sizeof(pe));bMore=Process32First(hSnapshot,&pe);{//利用句柄獲得進程信息ORMATION,FALSE,pe.th32Proce GetProcessTimes bMore=Process32Next(hSnapshot,&pe);}}進程控制進程控制系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)CreatProcess()創(chuàng)建進程TerminateProcess終止進程。通常應(yīng)用BOOL

指定新進程將使的可執(zhí)行文LPCSTR

進程、主 象句柄從此返DWORDDWORD一個調(diào)用實BOOL szCmdLine=“notepad” //默認的線程 CREAT_NEW_CONSOLE,//使用新的控制臺 //當 //啟動信息，P234有說明，指向新進程主窗口外&pi //返回進程和主線程句typedefstruct_PROCESS_INFORMATION{HANDLEhProcess; //新進程句柄HANDLEhThread; DWORDdwProce ;//新進程標識符DWORDdwThreadId;//新線程標識符在CreateProcess()返回之前，會將進 句柄說①創(chuàng)建一個新進程，系統(tǒng)會創(chuàng)建一個進程內(nèi)核對象和一個線程內(nèi)核對象，它們的初始使用計數(shù)為1②在CreateProcess()返回時，又將新進 hThread中，因此新對象的使用計數(shù)就為2③為了斷絕與新進程的所有聯(lián)系，接著調(diào)用 獲得當前進程標識符的函DWORD VOIDSleep(DWORDdwMilliseconds);檢索含有給定模塊的可執(zhí)行文件路徑DWORDGetModuleFileName(HMODULEhModule,LPTSTRlpFilename,DWORDhModule為NULL時，則返回當前可執(zhí)行文件的lpFilename返回給定模塊的可執(zhí)行路徑和文件名；DWORDHANDLEhHandle, DWORDdwMilliseconds);//超時間隔當下列情況之一發(fā)生時該函數(shù)返(1)指定對象處于信號態(tài)；(2)超DWORDWaitForMultipleObjects( 變?yōu)橛行盘枲顟B(tài)，否則，有一個變?yōu)橛刑枲顟B(tài)就結(jié)束等待dwtimeout);//等待的時實例：創(chuàng)建進程實例：創(chuàng)建進程intmain(intargc,char*argv[ if(argc>1&&strcmp(argv[1Child”)==0 Child(主程序主程序代Parent(}voidParent()hchild=StartClone();//創(chuàng)建一個子進程WaitForSingleObject(hchild,INFINITE);}voidChild()printf(“Childisquiting.\n”); }voidStartClone(){//創(chuàng)建當前進程的克隆進程 LL,szFilename, STARTUPINFOsisi.cb=sizeof(si);//存子進程啟sprintf(szCmdLine,“\”%s\”Child”,szFilename);szCmdLine,...,CREATE_NEW_CONSOLE,...,&si,&pi);CloseHandle(pi.hThread);returnpi.hProcess;}二、線程控制與同線程控創(chuàng)建線程的進程通過對象句柄 線程相關(guān)的HANDLECreateThread{ dwCreationFlags,lpThreadID);lpStartAddress：指定線程所執(zhí)行函數(shù)的入口地址GetCurrentThreadId()：獲得當前線程的ExitThread()：終止一個線程。當線程的最后一 TerminateThread：通常由父進程調(diào)用來終止獲得指定線程的退出BOOLGetExitCodeThread(HANDLEhThread,LPWORDlpwdExitCode);SuspendThread(hTread)：掛起線ResumeThread(hTread)：恢復(fù)線系統(tǒng)為每個 建立一個掛起計數(shù)每掛起一次計數(shù)加，每恢復(fù)一次計數(shù)減當計數(shù)為時，掛起線程就變?yōu)榫途w線程，準備運行。系統(tǒng)采用可變動態(tài)優(yōu)先級線程調(diào)度策略線程優(yōu)先級可由0～31的整數(shù)來表示，31示最高。共32個線程就緒隊列獲得指定線程的優(yōu)先int設(shè)置指定線程的優(yōu)先BOOLSetThreadPriority(hThread,實例：創(chuàng)建新線程classHANDLEm_hThread;//線 LPCTSTRm_szName;//顯示此線程的名稱CWorkerThread(m_szName){m_hThread=CreateThread(NULL,ThreadProc,this,0,}//把對象指針this作為參數(shù)傳 pThis->DoStuff();return(0);}printf(m_szName,n)；m_hThread,}//endclassCWorkerThreadwtA(“A創(chuàng)建線程 pletion();//暫停，直到A完}線程同同步對象主要有：進象、線象、事件對活動 CreateEvent()：在內(nèi)核中創(chuàng)建一個新事件對OpenEvent()：打開事件對象并獲得對象SetEvent()：置人工重置事件為有信號狀ResetEvent()：置人工重置事件為無信號狀PulseEvent()：置自動重置事件為有信號狀態(tài)//創(chuàng)建一個事件對HANDLECreateEvent(LPSECURITY_ATTRIBUTESlpEventAttributes,//安全屬性，包 權(quán)和繼承權(quán)BOOLbManualReset,//為TRUE表示創(chuàng)建人工重BOOLbInitialState, LPCTSTR //事件對象實例：實例：intmain(intargc,char*argv[if(argc>1&&strcmp(argv[1],//子進程將父進程創(chuàng)建的事件置為有信號狀態(tài)SignalParent();}else//父進程創(chuàng)建一個事件并等待子進程發(fā)信號printf(“Parentprocessreleased.\n”);}//創(chuàng)建事 進程，等待子進程發(fā)信voidWaitForChild()

父進程代HANDLEhEventContinue=CreateEvent(NULL,TRUE,FALSE,//初始無信號CreateChild//創(chuàng)建子進WaitForSingleObject(hEventContinue,INFINITE);}BOOLCreateChild()

父進程代 LL,szFilename,MAX_PATH);//提取當前可執(zhí)行文件名sprintf(szCmdLines\”childszFilename);BOOLbCreateOK=CreateProcess(szFilename,szCmdLine,,&pi);}//在子進程中被調(diào)用，向父進程發(fā)出終止信voidSignalParent()

子進程代HANDLEhEventContinue=OpenEvent( g_szContinueEvent);//事件名稱SetEvent(hEventContinue);//置為有信號狀printf(“Childprocessbegining...\n”);CloseHandle(hEventContinue);//清除句柄}線程同步主要目的：控制 臨界資源的互擁有互 資源的線程創(chuàng)建互斥 結(jié)束時立即釋放bInitialOwner,HANDLEOpenMutex(dwDesiredAccess,bInheritHandle,lpName)釋放對資源的權(quán)，使互斥體變?yōu)橛行艑嵗豪没コ怏w保main()CCountUpDownud(10);pletion();}classintm_nValue0;共享變//構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建兩 共享變量的線{//創(chuàng)建互斥體，初始時擁有無信號，IncThreadProc,this,0,NULL);DecThreadProc,this,0,NULL);ReleaseMutex(m_hMutexValue//釋放互斥體}IncThreadProc(pThis){ }DecThreadProc(pThis){ DoCountnStep//改變共享資源的方while(m_nAccess>0){//等 共享資WaitForSingleObject(m_nValue+=nStep;--m_nAccess;Sleep(500);ReleaseMutex(m_hMutexValue);}}}~CCountUpDown({CloseHandle(m_hThreadInc);CloseHandle(m_hMutexValue);}pletion(){INFINITE);};//end線程同步 每當一個線程要 資源時，線程就調(diào)用數(shù)WaitorSingleObjet，信號量對象再次檢查其計數(shù)，如果有空閑資源就處于有信號狀態(tài)。HANDLECreateSemaphore(//創(chuàng)建信號量lpSemaphoreAttributes,//NULL表示默認屬性 umCount,//信號量的最大值 信號量使用計數(shù)器實現(xiàn)同步。每次取信號量時，數(shù)器遞減；每次釋放信號量時，計數(shù)器遞釋放信號量，來增加信號BOOLReleaseSemaphore( lpPreviousCount);//返回信號量原來打開一個已經(jīng)存 名信號量對HANDLEOpenSemaphore(dwDesiredAccess,bInheritHandle,lpName);實例：用信號量來void g_hSemThreads=CreateSemaphore(NULL,5,5, //創(chuàng)建100個線程，但僅允許5個線程同時活 otal=100;nTotal>0;--{//等待，直到有空位可以創(chuàng)建一個新線程WaitForSingleObject(g_hSemThreadsINFINITE);HANDLEhThread=CreateThread(NULL,0,ThreadProc,nTotal*5,0,NULL); }//endCloseHandle(g_hSemThreads);//關(guān)閉信號}//end//線程過程，可暫停，釋放信號量并通知操作ThreadProc(lpParam){nPauseMs=lpParam;//新線程的暫停時間 LONG//信號量計數(shù)增加1&nPrevCt返回信號量原來的值ReleaseSemaphore(g_hSemThreads1return}三 器管獲得系統(tǒng)與內(nèi)存信息的獲得系統(tǒng)與內(nèi)存信息的獲得系統(tǒng)相關(guān)信獲得指定進程的虛擬地址獲得系統(tǒng)性能信獲得系統(tǒng)內(nèi)存信VOIDGetSystemInfo(LPSYSTEM_INFO操作系統(tǒng)中有許多值是由系統(tǒng)所運行的主機決定的，如頁面大小和分配粒度等。這些值不應(yīng)在代碼中被寫死，可以動態(tài)獲取。structSYSTEM_INFO{ 頁面大

lpMinimumApplicationAddress;最小地址 dwActiveProcessorMask;系統(tǒng)配備的CPU掩碼dwNumberOfProcessors;處理機數(shù)量 dwAllocationGranularity;分配粒度，如64KBwProcessorLevel;CPU級別，3代表80386 SYSTEM_INFO中字dgeSize：頁面的大小。在x86中，該值為地址空間的最小內(nèi)存地址。在WindowsNT下，檢查進程虛存DWORDVirtualQueryEx( 檢查指定進程的虛擬內(nèi)存信息，填充由lpBuffer針指向的MEMORY_BASIC_INFORMATION結(jié)構(gòu)struct{ 包 址的最小頁AllocationBase;實際起始地

AllocationProtect;該區(qū)域初始設(shè)置的方RegionSize;虛存區(qū)的大 空閑、預(yù)留、提Protect;該區(qū)域設(shè)置的方式（讀寫執(zhí)行）Type;頁面類型：可執(zhí)行映像、內(nèi)存文實例：檢測進程的虛擬地址空void{}WalkVM(hProcess){SYSTEM_INFOsi;ZeroMemory(&si,sizeof(si));MEMORY_BASIC_INFORMATIONZeroMemory(&mbi,sizeof(mbi)); //循環(huán)整個私有地址空szFilename,MAX_PATH); 虛存區(qū)模塊獲得系統(tǒng)性能獲得系統(tǒng)性能信息DWORDstruct{ 當前線程 獲得系統(tǒng)內(nèi)獲得系統(tǒng)內(nèi)存信息MEMORYSTATUSEX結(jié)構(gòu)體struct{DWORDdwLength; DWORDdwMemoryLoad; DWORDLONGullTotalPhys; DWORDLONG DWORDLONGullTotalPageFile;總頁面大DWORDLONGullAvailPageFile;當前進程能獲取的最大內(nèi)存DWORDLONG 當前進程最大內(nèi)存尋址地DWORDLONG DWORDLONG}VirtualQueryEx()：檢查進程VirtualAlloc()：為進程分配虛VirtualFree()：釋放進程虛VirtualProtect()：改變虛存區(qū)的保VirtualLock()：將虛存區(qū)鎖在主例例LPVOIDVirtualAlloc(lpAddress, flAllocationType,flProtect);//待分配區(qū)域的起始地址，通常為區(qū)域大?。槐Ａ艋蛱峤?；保護屬性，讀//執(zhí)例1：pBlock=VirtualAlloc(NULL,99*1024, pBlock=VirtualAlloc(NULL,c_dwGigabyte,MEM_RESERVE,VirtualAlloc(pBlock,c_dwMegabyte,FillZero(pBlock,VirtualFree(pBlock,0,創(chuàng)建或打開文HANDLECreateFile( 類型，如讀/ lpSecurityAttributes,//安全屬性dwCreationDisposition,//如何創(chuàng)建文件dwFlagsAndAttributes,//屬性和標志 CREATE_NE：創(chuàng)建一個新文件，若文件存在則失敗OPEN_EXISTING：打開一個已存在的文TRUNCATE_EXITING：用 來開文件，一旦打開文件，就使文件長度為0BReadFile(//從文件指針指示的位置讀數(shù)據(jù)hFile,lpBuffer,nNumberOfBytesToRead,lpNumberOfBytesRead,//指向 量的指lpOverlapped); 屬 WriteFile(hFile,lpBuffer,lpNumberOfBytesWriten,lpOverlapped);//設(shè)置讀/寫指針的位SetFilePointer(hFile,lDistanceToMove//移動距離的低32位lpDistanceToMoveHigh,//移動距離高32dwMoveMethod);//起始位置指實例：創(chuàng)建12個線程讀寫文main()for(nTotal=12;nTotal>0;-- ThreadProc10NULL);//創(chuàng)建線WaitForSingleObject(hThreadINFINITE);CloseHandle(hThread);//釋放線程句柄}ThreadProc(lpParam){FILE_SHARE_READ,NULL,OPEN_ALWAYS,FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,NULL);ReadFile(hFile,&nValue,sizeof(nValue),&dwXfer,NULL);//&dwXfer nValue+=nAdd;//增加數(shù)據(jù)//寫之前要重置文件指針，指向文件開頭SetFilePointer(hFile,0,NULL,WriteFile(hFile,&nValue,sizeof(nValue),&dwXfer,NULL);} 文 操創(chuàng) ：CreateDirectory(lpszPath,刪 獲得當 GetCurrentDirectory(ccCurDir,改變當 SetCurrentDirectory獲得系 GetSystemDirectory(lpszSysPath,HANDLEFindFirstFile(lpFileName，lpFindFileData); “..\\abc\\*.*”在abc 返回值：如果成功，則返回找到文件 的句柄 typedefstruct_WIN32_FIND_DATA{ FILETIMEftCreationTime;FILETIMEftLastAccessTime;FILETIMEftLastWriteTime; cFileName[MAX_PATH]; cAlternateFileName[14];}BOOLFindNextFile(hFindFile,//hFindFile為FindFirstFile函數(shù)返回的BOOLFindClose(hFindFile功能：關(guān)閉FindFirstFile創(chuàng)建的搜索句 操作的示利用文 對象實現(xiàn)通 。 實現(xiàn)文 的過用CreateFile()創(chuàng)建或打開一個磁盤文 就可以 主存一 文件完成，用UnMapViewOfFile()解 打開或創(chuàng)建一個文 對HANDLE 文對象的最大長都為0，就用磁盤文件的實際長HANDLEhFile, LPSECURITY_ATTRIBUTESlpAttributes,DWORDflProtect,//讀/寫保護參數(shù)DWORDdw umSizeHigh,文對象的最大長都為0，就用磁盤文件的實際長文件對象的另一個應(yīng)用是請求系統(tǒng)創(chuàng)在CreateFileMap INVALID_HANDLE_VALUE來代替真的文件句柄，就可以創(chuàng)建一個臨時的文打開一個文 對HANDLE DWORDdwDesiredAccess,//存取 BOOLbInheritHandle,//繼承標記LPCTSTRlpName); 把文件 LPVOIDHANDLEhFileMap Object,//對象句柄DWORDdwDesiredAccess,//指定 DWORDdwFileOffsetHigh,//文件內(nèi) DWORDdwFileOffsetLow,//文件內(nèi) SIZE_TdwNumberOfBytesToMap);//文件中要的字節(jié)數(shù)。用 整個文 對返回值：文 的起始地在當前進程的地址空間中解除對一個文件BOOLLPCVOID返回值：成功返回非零實例：共享內(nèi)存void{//線程間使用內(nèi) 文件交換數(shù) =MakeSharedFile();//創(chuàng)建共享內(nèi)存文件 =CreateMutex(NULL,FALSE, otal=100;nTotal>0;-- //創(chuàng)建100個線程來讀HANDLEhThread=CreateThread(NULL,0,ThreadProc,hMap ,0,NULL);if(nTotal==1){//等待最后的線程釋放WaitForSingleObject(hThread,INFINITE);}CloseHandle(hThread);//釋放線程的句柄}//end }//endHANDLEMakeSharedFile//創(chuàng)建共享內(nèi){//創(chuàng)建一個臨時文 對HANDLE INVALID_HANDLE_VALUE,NULL,PAGE_READWRITE,0,sizeof(LONG),NULL); LPVOIDpData=MapViewOfFile(hMap FILE_MAP_ALL_ACCESS,0,0,0); 整個文ZeroMemory(pData,sizeof(LONG));//初始化UnmapViewOfFile(pData); }ThreadProc(lpVOIDlpParam)//線程函{hMap =lpParam; ,INFINITE);//在文 上創(chuàng)建視LPVOIDpFile=MapViewOfFile(hMap FILE_MAP_ALL_ACCESS,0,0,0);LONG*pnData=++(*pnData);//對共享內(nèi)存中的數(shù)增值UnmapViewOfFile(pFile);//釋放視圖 );//釋放互斥}分運行時，程序先創(chuàng)建一個小型的文問權(quán)，在文 上創(chuàng)建視圖，將其中異步讀寫文指定讀操作完成時所執(zhí)行的結(jié)束函數(shù)(線程的 LPOVERLAPPEDlpOverlapped,//指向 pletionRoutine回調(diào)函指定寫操作完成時所執(zhí)行的結(jié)束函WriteFileEx(hFile,lpBuffer,nNumberOfBytesToWrite,