发布时间 : 星期五 文章计算机操作系统实验指导书更新完毕开始阅读8f9190d380eb6294dd886c81
《操作系统管理》实验指导书
BOOL bCreateOK = :: CreateProcess( szFilename, // 产生的应用程序名称 (本EXE文件) szCmdLine, // 告诉我们这是一个子进程的标志 NULL, // 用于进程的缺省的安全性 NULL, // 用于线程的缺省安全性 FALSE, // 不继承句柄 CREATE_NEW_CONSOLE, // 创建新窗口，使输出更直观 NULL, // 新环境 NULL, // 当前目录 &si, // 启动信息结构 &pi ) ; // 返回的进程信息
// 释放指向子进程的引用 if (bCreateOK) {
:: CloseHandle(pi.hProcess) ; :: CloseHandle(pi.hThread) ; } }
void Parent() {
// 创建“自杀”互斥程序体
HANDLE hMutexSuicide = :: CreateMutex( NULL, // 缺省的安全性 TRUE, // 最初拥有的 g_szMutexName) ; // 为其命名 if (hMutexSuicide != NULL) {
// 创建子进程
std :: cout << “Creating the child process.” << std :: endl; :: StartClone() ;
// 暂停
:: sleep(5000) ;
// 指令子进程“杀”掉自身
std :: cout << “Telling the child process to quit. ” << std :: endl;
:: ReleaseMutex(hMutexSuicide) ;
// 消除句柄
:: CloseHandle(hMutexSuicide) ; }
}
void Child() {
// 打开“自杀”互斥体
HANDLE hMutexSuicide = :: OpenMutex( SYNCHRONIZE, // 打开用于同步 FALSE, // 不需要向下传递 g_szMutexName) ; // 名称 if (hMutexSuicide != NULL) {
// 报告正在等待指令
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std :: cout << “Child waiting for suicide instructions. ” << std :: endl; :: WaitForSingleObject(hMutexSuicide, INFINITE) ;
// 准备好终止，清除句柄
std :: cout << “Child quiting. ” << std :: endl; :: CloseHandle(hMutexSuicide) ; } }
int main(int arqc, char* argv[] ) {
// 决定其行为是父进程还是子进程
if (argc > l && :: strcmp(argv[l] , “child” ) = = 0) {
Child() ; } else {
Parent() ; }
return 0; }
清单3-7中的程序说明了一个进程从“生”到“死”的整个一生。第一次执行时，它创建一个子进程，其行为如同“父亲”。在创建子进程之前，先创建一个互斥的内核对象，其行为对于子进程来说，如同一个“自杀弹”。当创建子进程时，就打开了互斥体并在其他线程中进行别的处理工作，同时等待着父进程使用ReleaseMutex() API发出“死亡”信号。然后用Sleep() API调用来模拟父进程处理其他工作，等完成时，指令子进程终止。
当调用ExitProcess() 时要小心，进程中的所有线程都被立刻通知停止。在设计应用程序时，必须让主线程在正常的C++ 运行期关闭 (这是由编译器提供的缺省行为) 之后来调用这一函数。当它转向受信状态时，通常可创建一个每个活动线程都可等待和停止的终止事件。
在正常的终止操作中，进程的每个工作线程都要终止，由主线程调用ExitProcess()。接着，管理层对进程增加的所有对象释放引用，并将用 GetExitCodeProcess() 建立的退出代码从STILL_ACTIVE改变为在ExitProcess() 调用中返回的值。最后，主线程对象也如同进程对象一样转变为受信状态。
等到所有打开的句柄都关闭之后，管理层的对象管理器才销毁进程对象本身。还没有一种函数可取得终止后的进程对象为其参数，从而使其“复活”。当进程对象引用一个终止了的对象时，有好几个API函数仍然是有用的。进程可使用退出代码将终止方式通知给调用GetExitCodeProcess() 的其他进程。同时，GetProcessTimes() API函数可向主调者显示进程的终止时间。
步骤14：单击“Build”菜单中的“Compile 3-7.cpp”命令，再单击“是”按钮确认。系统对3-7.cpp进行编译。
步骤15：编译完成后，单击“Build”菜单中的“Build 3-7.exe”命令，建立3-7.exe可执行文件。 操作能否正常进行？如果不行，则可能的原因是什么？
____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 步骤16：在工具栏单击“Execute Program”按钮，执行3-7.exe程序。 运行结果：
1) __________________________________________________________________ 表示：______________________________________________________________ 2) __________________________________________________________________ 表示：______________________________________________________________ 步骤17：在熟悉清单3-7源代码的基础上，利用本实验介绍的API函数来尝试改进本程序 (例如使用GetProcessTimes() API函数) 并运行。
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实验二 并发与调度
[1]Windows 2000线程同步
背景知识
Windows 2000提供的常用对象可分成三类：核心应用服务、线程同步和线程间通讯。其中，开发人员可以使用线程同步对象来协调线程和进程的工作，以使其共享信息并执行任务。此类对象包括互锁数据、临界段、事件、互斥体和信号等。
多线程编程中关键的一步是保护所有的共享资源，工具主要有互锁函数、临界段和互斥体等；另一个实质性部分是协调线程使其完成应用程序的任务，为此，可利用内核中的事件对象和信号。
在进程内或进程间实现线程同步的最方便的方法是使用事件对象，这一组内核对象允许一个线程对其受信状态进行直接控制 (见表4-1) 。
而互斥体则是另一个可命名且安全的内核对象，其主要目的是引导对共享资源的访问。拥有单一访问资源的线程创建互斥体，所有想要访问该资源的线程应该在实际执行操作之前获得互斥体，而在访问结束时立即释放互斥体，以允许下一个等待线程获得互斥体，然后接着进行下去。
与事件对象类似，互斥体容易创建、打开、使用并清除。利用CreateMutex() API可创建互斥体，创建时还可以指定一个初始的拥有权标志，通过使用这个标志，只有当线程完成了资源的所有的初始化工作时，才允许创建线程释放互斥体。
表4-1 用于管理事件对象的API API名称 CreateEvent() OpenEvent() SetEvent() ResetEvent() PulseEvent() 描述 在内核中创建一个新的事件对象。此函数允许有安全性设置、手工还是自动重置的标志以及初始时已接受还是未接受信号状态的标志 创建对已经存在的事件对象的引用。此API函数需要名称、继承标志和所需的访问级别 将手工重置事件转化为已接受信号状态 将手工重置事件转化为非接受信号状态 将自动重置事件对象转化为已接受信号状态。当系统释放所有的等待它的线程时此种转化立即发生
为了获得互斥体，首先，想要访问调用的线程可使用OpenMutex() API来获得指向对象的句柄；然后，线程将这个句柄提供给一个等待函数。当内核将互斥体对象发送给等待线程时，就表明该线程获得了互斥体的拥有权。当线程获得拥有权时，线程控制了对共享资源的访问——必须设法尽快地放弃互斥体。放弃共享资源时需要在该对象上调用ReleaseMute() API。然后系统负责将互斥体拥有权传递给下一个等待着的线程 (由到达时间决定顺序) 。 实验目的
在本实验中，通过对事件和互斥体对象的了解，来加深对Windows 2000线程同步的理解。 1) 回顾系统进程、线程的有关概念，加深对Windows 2000线程的理解。 2) 了解事件和互斥体对象。
3) 通过分析实验程序，了解管理事件对象的API。 4) 了解在进程中如何使用事件对象。 5) 了解在进程中如何使用互斥体对象。 6) 了解父进程创建子进程的程序设计方法。
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工具/准备工作
在开始本实验之前，请回顾教科书的相关内容。 您需要做以下准备：
1) 一台运行Windows 2000 Professional操作系统的计算机。 2) 计算机中需安装Visual C++ 6.0专业版或企业版。 实验内容与步骤 1. 事件对象
清单4-1程序展示了如何在进程间使用事件。父进程启动时，利用CreateEvent() API创建一个命名的、可共享的事件和子进程，然后等待子进程向事件发出信号并终止父进程。在创建时，子进程通过OpenEvent() API打开事件对象，调用SetEvent() API使其转化为已接受信号状态。两个进程在发出信号之后几乎立即终止。
步骤1：登录进入Windows 2000 Professional。
步骤2：在“开始”菜单中单击“程序”-“Microsoft Visual Studio 6.0”–“Microsoft Visual C++ 6.0”命令，进入Visual C++窗口。
步骤3：在工具栏单击“打开”按钮，在“打开”对话框中找到并打开实验源程序4-1.cpp。 清单4-1 创建和打开事件对象在进程间传送信号 // event项目
# include
// 以下是句柄事件。实际中很可能使用共享的包含文件来进行通讯 static LPCTSTR g_szContinueEvent = \
// 本方法只是创建了一个进程的副本，以子进程模式 (由命令行指定) 工作 BOOL CreateChild() {
// 提取当前可执行文件的文件名
TCHAR szFilename[MAX_PATH] ;
:: GetModuleFileName(NULL, szFilename, MAX_PATH) ; // 格式化用于子进程的命令行，指明它是一个EXE文件和子进程 TCHAR szCmdLine[MAX_PATH] ;
:: sprintf(szCmdLine, \
// 子进程的启动信息结构
STARTUPINFO si;
:: ZeroMemory(reinterpret_cast
// 返回的子进程的进程信息结构 PROCESS_INFORMATION pi;
// 使用同一可执行文件和告诉它是一个子进程的命令行创建进程 BOOL bCreateOK = :: CreateProcess( szFilename, // 生成的可执行文件名 szCmdLine, // 指示其行为与子进程一样的标志 NULL, // 子进程句柄的安全性 NULL, // 子线程句柄的安全性
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