操作系统——Windows 进程管理

news2024/10/5 20:17:25

一、实验题目

Windows 进程管理

二、实验目的

（1）学会使用 VC 编写基本的 Win32 Consol Application（控制台应用程序)。

（2）通过创建进程、观察正在运行的进程和终止进程的程序设计和调试操作，进一步熟悉操作系统的进程概念，理解 Windows 进程的“一生”。

（3）通过阅读和分析实验程序，学习创建进程、观察进程、终止进程以及父子进程同步的基本程序设计方法。

三、实验内容（实验原理/运用的理论知识、算法/程序流程图、步骤和方法、关键代码）

1-1 编写基本的 Win32 Consol Application

这个实验的主要目的是熟悉编写C/C++控制台程序，对于创建一个C/C++控制台程序，我常用的有两种方式，逐一说明其优缺点。

第一种方式是在菜单栏点击 File – New – File… ，在弹出的窗口中选择 C/C++ source ，然后选择代码类型是C还是C++，之后设置文件保存的位置，然后就会生成一个.c(.cpp)文件，在这个文件中就可以编写c(c++)代码了。编写完成后在菜单栏点击 Build – Build and run 或者直接按F9，即可查看输出。这种方法创建C/C++控制台程序，优点是轻便，文件最后只生成三个，源代码.c文件，.o文件还有exe文件，缺点是不支持调试。适合轻量级开发

第二种方法是新建一个工程，在菜单栏点击 File – New – Project…，弹出的界面选择 Console Application ，然后选择代码类型和文件保存目录，之后它会生成一个该项目的文件夹，然后有一个main.c(main.cpp)文件，在这个文件中编写代码。这个项目中的核心文件是.cbp,还会生成很多从属文件，优点是调试方便，可以用Debug单步调试，缺点是生成文件多，适合大型项目开发。

本次操作系统课程设计均是用第二种方式生成C++项目编写。

1-2 创建进程

1.创建一个C++项目，将指导书中的1-2代码复制到main.cpp文件中，然后编译运行

2.按照代码中的注释提示修改代码，看有什么不同，共有两处修改

3.通过查阅相关资料分析为何会出现这样的结果

关键代码

BOOL bCreateOK=::CreateProcess(

szFilename, // 产生这个 EXE 的应用程序的名称

szCmdLine, // 告诉其行为像一个子进程的标志

NULL, // 缺省的进程安全性

NULL, // 缺省的线程安全性

FALSE, // 不继承句柄

CREATE_NEW_CONSOLE, // 使用新的控制台

NULL, // 新的环境

NULL, // 当前目录

&si, // 启动信息

&pi) ; // 返回的进程信息

1-3 父子进程的简单通信及终止进程

1.创建一个C++项目，将指导书中的1-3代码复制到main.cpp文件中，然后按F9查看运行结果

2.根据注释修改代码，查看结果

3.查阅资料，分析原因

关键代码

// 决定其行为是父进程还是子进程

if (argc>1 && :: strcmp(argv[1], "child" ) == 0)

{

Child() ;

}

else

{

Parent() ;

}

四、实验结果与分析

（1）基本的Win32 Console Application：

预期结果：编译成功并生成可执行文件。运行可执行文件后，在命令提示符窗口中显示运行结果。

分析：这个实验主要是为了验证编译环境的正确性，并确保能够成功编译和执行基本的Win32控制台应用程序。

（2）创建进程：

预期结果：每次运行程序时，它会启动自身的克隆进程，并显示每个进程的系统进程ID和在进程列表中的位置。

分析：通过创建进程的方式，可以生成多个相同的进程实例。每个进程将显示其自己的系统进程ID和在进程列表中的位置。通过修改nClone的定义和初始化方式，可以控制生成的进程数量。

在第一次修改中，nClone被定义为0，并将其初始化为0。这意味着在程序开始运行时，初始的克隆ID将为0。

在第二次修改中，nClone的初始化被修改为0，但定义的位置与第一次修改不同。

当修改nClone的值时，即在 :: sscanf(argv[1] , "%d" , &nClone) ;后nClone=0;重新赋值，此时nClone始终为0，此时进程不断派生。

从main()函数开始，首先判断argc的值（argc初始值默认为1）因为argc不满足大于1，所以不能将argv[1]赋值给nClone；然后nClone < c_nCloneMax ，则调用StartClone (++nClone)函数，创建子进程；创建子进程后，argc的值变为2，然后将自增的nClone赋值argv[1]，然后将继续执行main()函数，直到(nClone >c_nCloneMax),跳出，结束创建新进程。

（3）父子进程的简单通信及终止进程：

预期结果：父进程创建子进程，并通过命令行参数将克隆号传递给子进程。子进程接收到克隆号后，在命令提示符窗口中显示自己的系统进程ID和克隆号。父子进程之间通过互斥体（Mutex）进行同步。

分析：从main()函数开始，首先判断argc的值（argc初始值默认为1），决定进行父进程还是子进程，因为argc不满足大于1，所以调用parent()函数，在执行parent（）函数过程中调用StartClone() ;然后通过sprintf(szCmdLine, “”%s"child" , szFilename)将argv[1]赋值child，后面满足条件后调用child()函数；由于设置了互斥信号，则只允许一个进程进行，所以只有当父进程释放互斥信号hMutexSuicide时，子进程检测获得才结束进程

程序执行过程的大致描述：

1.程序开始运行，进入main()函数。

2.根据命令行参数判断当前进程是父进程还是子进程。

3.如果是父进程，则执行Parent()函数。

4.在Parent()函数中，创建一个互斥体对象，然后调用StartClone()函数创建子进程。

5.父进程等待用户的键盘输入。

6.当用户按下键盘时，父进程释放互斥体的所有权，发送信号给子进程。

7.子进程执行Child()函数。

8.在Child()函数中，子进程打开父进程创建的互斥体对象，并等待互斥体的信号。

9.当子进程收到互斥体的信号时，输出相应信息，并关闭互斥体的句柄，然后结束子进程。

10.父进程释放互斥体的句柄，并结束父进程的执行。