操作系统实验实验进程管理

实验二 进程管理   Windows所创建的每个进程都从调用CreateProcess() API函数开始，该函数的任务是在对象管理器子系统内初始化进程对象。每一进程都以调用ExitProcess() 或TerminateProcess() API函数终止。通常应用程序的框架负责调用 ExitProcess() 函数。对于C++ 运行库来说，这一调用发生在应用程序的main() 函数返回之后。 1. 创建进程 CreateProcess() 调用的核心参数是可执行文件运行时的文件名及其命令行。表 2-1详细地列出了每个参数的类型和名称。   表2-1 CreateProcess() 函数的参数 参数名称 使用目的 LPCTSTR lpApplivationName 全部或部分地指明包括可执行代码的EXE文件的文件名 LPCTSTR lpCommandLine 向可执行文件发送的参数 LPSECURIITY_ATTRIBUTES lpProcessAttributes 返回进程句柄的安全属性。主要指明这一句柄是否应该由其他子进程所继承 LPSECURIITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes 返回进程的主线程的句柄的安全属性 BOOL bInheritHandle 一种标志，告诉系统允许新进程继承创建者进程的句柄 DWORD dwCreationFlage 特殊的创建标志 (如CREATE_SUSPENDED) 的位标记 LPVOID lpEnvironment 向新进程发送的一套环境变量；如为null值则发送调用者环境 LPCTSTR lpCurrentDirectory 新进程的启动目录 STARTUPINFO lpStartupInfo STARTUPINFO结构，包括新进程的输入和输出配置的详情 LPPROCESS_INFORMATION lpProcessInformation 调用的结果块；发送新应用程序的进程和主线程的句柄和ID   可以指定第一个参数，即应用程序的名称，其中包括相对于当前进程的当前目录的全路径或者利用搜索方法找到的路径；lpCommandLine参数允许调用者向新应用程序发送数据；接下来的三个参数与进程和它的主线程以及返回的指向该对象的句柄的安全性有关。 然后是标志参数，用以在dwCreationFlags参数中指明系统应该给予新进程什么行为。经常使用的标志是CREATE_SUSPNDED，告诉主线程立刻暂停。当准备好时，应该使用ResumeThread() API来启动进程。另一个常用的标志是CREATE_NEW_CONSOLE，告诉新进程启动自己的控制台窗口，而不是利用父窗口。这一参数还允许设置进程的优先级，用以向系统指明，相对于系统中所有其他的活动进程来说，给此进程多少CPU时间。 接着是CreateProcess() 函数调用所需要的三个通常使用缺省值的参数。第一个参数是lpEnvironment参数，指明为新进程提供的环境；第二个参数是lpCurrentDirectory，可用于向主创进程发送与缺省目录不同的新进程使用的特殊的当前目录；第三个参数是STARTUPINFO数据结构所必需的，用于在必要时指明新应用程序的主窗口的外观。 CreateProcess() 的最后一个参数是用于新进程对象及其主线程的句柄和ID的返回值缓冲区。以PROCESS_INFORMATION结构中返回的句柄调用CloseHandle() API函数是重要的，因为如果不将这些句柄关闭的话，有可能危及主创进程终止之前的任何未释放的资源。 2. 正在运行的进程 如果一个进程拥有至少一个执行线程，则为正在系统中运行的进程。通常，这种进程使用主线程来指示它的存在。当主线程结束时，调用ExitProcess() API函数，通知系统终止它所拥有的所有正在运行、准备运行或正在挂起的其他线程。当进程正在运行时，可以查看它的许多特性，其中少数特性也允许加以修改。 首先可查看的进程特性是系统进程标识符 (PID) ，可利用GetCurrentProcessId() API函数来查看，与GetCurrentProcess() 相似，对该函数的调用不能失败，但返回的PID在整个系统中都可使用。其他的可显示当前进程信息的API函数还有GetStartupInfo()和GetProcessShutdownParameters() ，可给出进程存活期内的配置详情。 通常，一个进程需要它的运行期环境的信息。例如API函数GetModuleFileName() 和GetCommandLine() ，可以给出用在CreateProcess() 中的参数以启动应用程序。在创建应用程序时可使用的另一个 操作系统实验中的进程管理是计算机科学中的关键概念，尤其是在Windows环境下。Windows操作系统通过API函数CreateProcess()来创建新的进程，这是所有进程生命周期的起点。CreateProcess()函数包含了多个参数，用于指定进程的属性、安全特性、环境变量、启动目录以及输入输出配置等。其中，lpApplicationName参数用于指定可执行文件的路径，而lpCommandLine参数则允许传递命令行参数给新进程。安全属性通过lpProcessAttributes和lpThreadAttributes参数设定，决定了句柄是否能被子进程继承。dwCreationFlags参数用来设置特殊的行为，如CREATE_SUSPENDED可以暂停新进程，CREATE_NEW_CONSOLE则创建独立的控制台窗口。 创建进程后，新进程的主线程通常会立即执行。如果主线程结束，会调用ExitProcess()或TerminateProcess()来终止进程。主线程的结束会触发对进程中所有其他线程的终止。在进程运行期间，可以使用GetCurrentProcessId()获取进程ID，以及其他API函数如GetStartupInfo()和GetProcessShutdownParameters()来查询和修改进程的详细信息。此外，GetModuleFileName()和GetCommandLine()等函数能够提供启动进程时所使用的模块名和原始命令行参数。 进程的生命周期管理还包括对进程资源的管理和控制，例如，通过CloseHandle()函数关闭由CreateProcess()返回的句柄，确保资源的有效释放。同时，进程优先级的设置也是进程管理的一部分，通过dwCreationFlags参数可以调整新进程的CPU时间分配。 在实际操作中，进程管理不仅涉及创建和终止，还包括线程管理、同步、通信以及错误处理等方面。在进行操作系统实验时，理解并熟练掌握这些概念和技术对于深入理解操作系统的工作原理至关重要。实验者应尝试创建、监控和控制不同类型的进程，以加深对操作系统核心功能的理解。