操作系统实验报告.docx
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操作系统实验报告
《操作系统》实验报告
实验序号：
3 实验项目名称：
Windows基本进程管理
学 号
1207122219
姓 名
邝沃佳
专业、班
软金二班
实验地点
1-418
指导教师
李远敏
实验时间
2014/11/17
一、实验目的及要求
通过观察任务管理器，来观察各个进程的动态信息。
二、实验设备（环境）及要求
（1）一台WindowsXP操作系统的计算机。
（2）计算机装有MicrosoftVisualStudioC++6.0专业版或企业版。
三、实验内容与步骤
1、预备知识
·任务管理器，了解用户计算机上正在运行的程序和进程的相关信息。
·Windows环境中的编程。
1）线程创建
CreateThread（）完成线程的创建。
它在调用进程的地址空间上创建一个线程，执行指定的函数，并返回新建立线程的句柄。
原型：
HANDLECreateThead（
LPSECURITY ATTRIBUTESlpThreadAttributes, //安全属性指针
DWORDdwStackSize, //线程堆栈大小
LPTHREAD STAPT ROUTINElpStartAddress, //线程所要执行的函数
LPVOIDlpParameter, //线程对应函数要传递的参数
DWORDdwCreationFlags, //线程创建后所处的状态
LPDWORDlpThreadId, //线程标识符指针
）;
参数说明：
（1）lpThreadAttributes:
为线程指定安全属性。
为NULL时，线程得到一个默认的安全描述符。
（2）dwStackSize;线程堆栈的大小。
其值为0时，其大小与调用该线程的线程堆栈大小相同。
（3）lpStartAddress:
指定线程要执行的函数。
（4）lpParameter:
函数中要传递的参数。
（5）dwCreationFlags:
指定线程创建后所处的状态。
若为CREATE SUSPENDED,表示创建后处于挂起状态，用ResumeThread（）激活后线程才可执行。
若该值设为0，表示线程创建后立即执行。
（6）lpThreadId:
用一个32位的变量接收系统返回的线程标识符，若该值设为NULL，系统不返回线程标识符。
返回值：
如果线程创建成功，将返回该线程的句柄；如果失败，系统返回NULL, 可以调用函数GetLastError查询失败的原因。
用法举例：
static HANDLEhHandle1=NULL; //用于存储线程返回句柄的变量
DWORDdwThreadID1; //用于存储线程标识符的变量
//创建一个名为ThreadName1的线程
hHandle1=CreateThread（LPSECURITY ATTRIBUTES）NULL,
0,
（LPTHREAD STAPT ROUTINE）ThreadNamel,
（LPVOID）NULL,
0,&dwThreadID1）;
2）撤销线程
ExitThread（）;用于撤销当前线程。
原型：
VOIDExitThread（
DWORDdwExitCode //线程返回码
）;
参数说明：
dwExitCode:
指定线程返回码，可以调用GetExitCodeThread（）查询返回码的含义。
返回值：
该函数没有返回值。
用法举例：
ExitThread（0）; //参数0表示要撤销进程中的所有线程
3）终止线程
TerminateThread（）用于终止当前线程。
该函数与ExitThread（）的区别在于， ExitThread（）在撤销线程时将该线程所拥有的资源全部归还给系统，而 TerminateThread（）不归还资源。
原型：
BOOLTerminateThread（
HANDLE hThread, //线程句柄
DWORD dwExitCode //线程返回码
）;
参数说明：
（1）hThread:
要终止线程的线程句柄。
（2）dwExitCode:
指定线程返回码，可以调用GetExitCodeThread（）查询返回码的含义。
返回值：
函数调用成功，将返回一个非0值；若失败，返回0，可以调用函数GetLastError（）查询失败的原因。
4）挂起线程
Sleep（）用于挂起当前正在执行的线程。
原型：
VOIDSleep（
DWORDdwMilliseconds //挂起时间
）；
参数说明：
dwMilliseconds:
指定挂起时间，单位为ms（毫秒）。
返回值：
该函数无返回值。
5）关闭句柄
函数CloseHandle（）用于关闭已打开对象的句柄，其作用与释放动态申请的内存空间类似，这样可以释放系统资源，使进程安全运行。
原型：
BOOLCLoseHandle（
HANDLE hObject //要关闭对象的句柄
）；
参数说明：
hObject：
已打开对象的句柄。
返回值：
如果函数调用成功，则返回值为非0值；如果函数调用失败，则返回值为0。
若要得到更多的错误信息，调用函数GetLastError（）查询。
3、实验内容
使用系统调用CreatThread（）创建一个子线程，并在子线程序中显示：
Thread isRuning！
。
为了能让用户清楚地看到线程的运行情况，使用Sleep（）使线程挂起5s，之后使用ExitThread（0）撤销线程。
4、实验要求
能正确使用CreatThread（）、ExitThread（）及Sleep（）等系统调用，进一步理解进程与线程理论。
5、实验指导
本实验在WindowsXP、Microsoft VisualC++6.0环境下实现，利用WindowsSDK（SystemDevelopment Kit）提供的API（ApplicationProgramInterface，应用程序接口）完成程序的功能。
实验在WindowsXP环境下安装MicrosoftVisualC++6.0后进行，由于MicrosoftVisualC++6.0是一个集成开发环境，其中包含了WindowsSDK所有工具和定义，所以安装了MicrosoftVisualC++6.0后不用特意安装SDK。
实验中所有的API是操作系统提供的用来进行应用程序开发的系统功能接口。
（1）首先启动安装好的MicrosoftVisualC++6.0。
（2）在MicrosoftVisualC++6.0环境下选择File→New命令，然后在Project选项卡中选择Win32ConsoleApplication建立一个控制台工程文件。
（3）由于CreatThread（）等函数是MicrosoftWindows操作系统的系统调用，因此选择AnapplicationthatsupportsMFC,之后单击Finish按钮.
（4）之后将打开MicrosoftVisualC++6.0编辑环境,按本实验的要求编辑C程序,之后编译、链接并运行该程序即可。
6、 实验总结
在Windows系统中进程是资源的拥有者，线程是系统调度的单位。
进程创建后，其主线程也随即被创建。
在该实验中，又创建了一个名为ThreadNamel的子线程，该子线程与主线程并发的被系统调度。
为了能看到子线程的运行情况，在主线程创建子线程后，将主线程挂起5s以确保子线程能够运行完毕，之后调用Exit Thread（0）将所有线程（包括主、子线程序）撤销。
7、实验展望
可以进一步完善程序功能，请思考以下问题。
（1）如何向线程对应的函数传递参数？
一个参数如何传递，多个参数又如何传递？
（2）深入理解线程与进程的概念，在Windows环境下何时使用进程，何时使用线程？
实验六 线程的同步
1、实验目的
（1）进一步掌握Windows系统环境下线程的创建与撤销。
（2）熟悉Windows系统提供的线程同步API。
（3）使用Windows系统提供的线程同步API解决实际问题。
2、实验准备知识：
相关API函数介绍
①等待对象
等待对象（waitfunctions）函数包括等待一个对象（WaitForSingleObject（））和等待多个对象（WaitForMultipleObject（））两个API函数。
1）等待一个对象
WaitForSingleObject（）用于等待一个对象。
它等待的对象可以为以下对象之一。
·Changeontification:
变化通知。
·Consoleinput:
控制台输入。
·Event:
事件。
·Job:
作业。
·Mutex:
互斥信号量。
·Process:
进程。
·Semaphore:
计数信号量。
·Thread:
线程。
·Waitabletimer:
定时器。
原型：
DWORDWaitForSingleObject（
HANDLE hHandle, //对象句柄
DWORD dwMilliseconds // 等待时间
）；
参数说明：
（1）hHandle:
等待对象的对象句柄。
该对象句柄必须为SYNCHRONIZE访问。
（2）dwMilliseconds:
等待时间，单位为ms。
若该值为0，函数在测试对象的状态后立即返回，若为INFINITE，函数一直等待下去，直到接收到一个信号将其唤醒，如表2-1所示。
返回值：
如果成功返回，其返回值说明是何种事件导致函数返回。
表2-1 函数描述
访问
描述
WAIT ABANDONED
等待的对象是一个互斥（Mutex）对象，该互斥对象没有被拥有它的线程释放，它被设置为不能被唤醒
WAIT OBJECT 0
指定对象被唤醒
WAIT TIMEOUT
超时
用法举例：
Static HANDLEhHandlel=NULL;
DWORD dRes;
dRes=WaitForSingleObject（hHandlel,10）; //等待对象的句柄为hHandlel，等待时间为10ms
2）等待对个对象
WaitForMultiple（）bject（）在指定时间内等待多个对象，它等待的对象与WaitForSingleObject（）相同。
原型：
DWORD WaitForMultipleObjects（
DWORDnCount， //句柄数组中的句柄数
CONSTHANDLE*lpHandles， //指向对象句柄数组的指针
BOOLfWaitAll， //等待类型
DWORDdwMilliseconds //等待时间
）；
参数说明：
（1）nCount：
由指针*lpHandles指定的句柄数组中的句柄数，最大数是MAXIMUM WAIT OBJECTS。
（2）*lpHandles：
指向对象句柄数组的指针。
（3）fWaitAll：
等待类型。
若为TRUE，当由lpHandles数组指定的所有对象被唤醒时函数返回；若为FALSE，当由lpHandles数组指定的某一个对象被唤醒时函数返回，且由返回值说明是由于哪个对象引起的函数返回。
（4）dwMilliseconds：
等待时间，单位为ms。
若该值为0，函数测试对象的状态后立即返回；若为INFINITE，函数一直等待下去，直到接收到一个信号将其唤醒。
返回值：
、
如果成功返回，其返回值说明是何种事件导致函数返回。
各参数的描述如表2-2所示。
表2-2 各参数描述
访问
描述
WAIT OBJECT 0to（WAIT
OBJECT 0＋nCount-1）
若bWaitAll为TRUE，返回值说明所有被等待的对象均被唤醒；若bWaitAll为FALSE，返回值减去WAITOBJECT 0说明lpHandles数组下标指定的对象满足等待条件。
如果调用时多个对象同时被唤醒，则取多个对象中最小的那个数组下标
WAIT ABANDONED 0to（WAIT
ABANDONED 0＋nCount-1）
若bWaitAll为TRUE，返回值说明所有被等待的对象均被唤醒，并且至少有一个对象是没有约束的互斥对象；若bWaitAll为FALSE，返回值减去WAIT ABANDONED0说明lpHandles数组下标指定的没有约束的互斥对象满足等待条件
WAIT TIMEOUT
超时且参数bWaitAll指定的条件不能满足
②信号量对象（Semaphore）
信号量对象（Semaphore）包括创建信号量（CreateSemaphore（））、打开信号量（OpenSemaphore（））及增加信号量的值（ReleaseSemaphore（））API函数。
1）创建信号量
CreateSemaphore（））用于创建一个信号量。
原型：
HANDLECreateSemaphore（
LPSECURITY ATTRIBUTESlpSemaphoreAttributes, //安全属性
LONGlInitialCount， //信号量对象的初始值
LONGlMaximumCount， //信号量的最大值
LPCTSTR lpName //信号量名
）；
参数说明：
（1）lpSemaphoreAttributes：
指定安全属性，为NULL时，信号量得到一个
默认的安全描述符。
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（2）lInitialCount：
指定信号量对象的初始值。
该值必须大于等于0，小于等于lMaximumCount。
当其值大于0时，信号量被唤醒。
当该函数释放了一个等待该信号量的线程时，lInitialCount值减1，当调用函数ReleaseSemaphore（）时，按其指定的数量加一个值。
（3）lMaximumCount：
指出该信号量的最大值，该值必须大于0。
（4）lpName：
给出信号量的名字。
返回值：
信号量创建成功，将返回该信号量的句柄。
如果给出的信号量名是系统已经存在的信号量，将返回这个已存在信号量的句柄。
如果失败，系统返回NULL，可以调用函数GetLastError（）查询失败的原因。
用法举例：
StaticHANDLEhHandlel=NULL； //定义一个句柄
//创建一个信号量，其初始值为0，最大值为5，信号量的名字为“SemphoreNamel”
HHandle=CreateSemaphore（NULL，0，5，“SemphoreNamel”）；
2）打开信号量
OpenSemaphore（）用于打开一个信号量。
原型：
HANDLEOpenSemaphore（
DWORDdWDesiredAccess， //访问标志
BOOLbInheritHandle， //继承标志
LPCTSTRlpName //信号量名
）；
参数说明：
（1）dwDesiredAccess：
指出打开后要对信号量进行何种访问，如表2-3所示。
表2-3 访问状态
访问
描述
SEMAPHORE ALL ACCESS
可以进行任何对信号量的访问
SEMAPHORE MODIFY STATE
可使用ReleaseSemaphore（）修改信号量的值，使信号量成为可用状态
SYNCHRONIZE
使用等待函数（waitfunctions），等待信号量成为可用状态
（2）bInheritHandle：
指出返回的信号量句柄是否可以继承。
（3）lpName：
给出信号量的名字。
返回值：
信号量打开成功，将返回该号量的句柄；如果失败，系统返回NULL，可以调用函数GetLastError（）查询失败的原因。
用法举例：
static HANDLEhHandlel=NULL；
//打开一个名为“SemphoreNamel”的信号量，之后可使用ReleaseSemaphore（）函数增加信号量的值hHandlel=OpenSemaphore（SEMAPHORE MODIFY STATE，NULL，“SemphoreNamel”）；
3）增加信号量的值
ReleaseSemaphore（）用于增加信号量的值。
原型：
BOOLReleaseSemaphore（
HANDLEhSemaphore， //信号量对象句柄
LONGlReleaseCount， //信号量要增加数值
LPLONGlpPreviousCount //信号量要增加数值的地址
）；
参数说明：
（1）hSemaphore：
创建或打开信号量时给出的信号量对象句柄。
WindowsNT中建议要使用SEMAPHORE MODIFY STATE访问属性打开该信号量。
（2）IReleaseCount：
信号量要增加的数值。
该值必须大于0。
如果增加该值后，大于信号量创建时给出的lMaximumCount值，则增加操作失效，函数返回FALSE。
（3）LpPreviousCounte：
接收信号量值的一个32位的变量。
若不需要接收该值，可以指定为NULL。
返回值：
如果成功，将返回一个非0值；如果失败，系统返回0，可以调用函数GetLastError（）查询失败的原因。
用法举例：
static HANDLEhHandlel=NULL;
BOOLrc;
Rc=ReleaseSemaphore（hHandlel,l,NULL）; //给信号量的值加1
2、实验编程
能正确使用等待对象WaitForSingleObject（）或WaitForMultipleObject（）及信号量对象CreateSemaphore（）、OpenSemaphore（）、ReleaseSemaphore（）等系统调用，进一步理解线程的同步。
#include
#include
usingnamespacestd;
DWORDWINAPIFunc（LPVOIDp）;
typedefstruct
{
intfirstArgu;
longsecArgu;
}MyType,*pMyType;
voidmain（）
{
MyTypeMyTypeArgu={0};
MyTypeArgu.firstArgu=1;
MyTypeArgu.secArgu=100000000;
CreateThread（NULL,0,Func,&MyTypeArgu,0,NULL）;
Sleep（5000）;
cout<<"该线程已删除……"<ExitThread（0）;
}
DWORDWINAPIFunc（LPVOIDp）
{
MyTypeparam={0};
MoveMemory（¶m,p,sizeof（param））;
intintValue=param.firstArgu;
longlongValue=param.secArgu;
cout<<"Threadisrunning，线程正在运行，5秒钟后该线程自动删除"<cout<<"现在输出该线程函数传递的两个参数"<cout<<"firstArgu="<cout<<"请等待……"<return0;
}
四、程序调试（结果及分析）
五、总结与体会
六、教师评语
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