进程的控制和通信（Windows2000）
一、实验目的
通过对Windows 2000编程，进一步熟悉操作系统的基本概念，并能较好地理解Windows 2000的结构。
通过创建进程，观察进程的运行和终止程序以及调试操作，进一步熟悉操作系统的进程概念，理解Windows 2000进程的生命周期。
二、实验要求与内容、过程与结果
- 参照例2-2，编写一个程序，利用进程句柄来获得当前运行进程的优先级。
#include<Windows.h> #include<iostream> using namespace std; int main() { //从当前进程中提取句柄 HANDLE hProcessThis=GetCurrentProcess(); //请求内核提供该进程所属的优先权类 DWORD dwPriority=GetPriorityClass(hProcessThis); //发出消息，为用户描述该类 printf("current process priority:"); switch(dwPriority) { case HIGH_PRIORITY_CLASS: printf("High\n"); break; case NORMAL_PRIORITY_CLASS: printf("Normal\n"); break; case IDLE_PRIORITY_CLASS: printf("Idle\n"); break; //case REAL_TIME_ PRIORITY_CLASS: // printf("Realtime\n")； // break； default: printf("<unknow>\n"); break; } }
程序分析
本代码主要通过Windows API函数GetPriorityClass获取当前进程的优先级类别，然后通过switch语句输出对应的优先级名称。
在Windows操作系统下，为了更好地管理和调度进程，操作系统将所有的进程分成了不同的优先级类别，这些类别按照优先级从高到低依次为：
- REALTIME_PRIORITY_CLASS：实时优先级类，只有操作系统内核可以使用，在执行实时任务时使用。
- HIGH_PRIORITY_CLASS：高优先级类，通常用于非常紧急且时间敏感的任务，如音视频编解码、实时数据传输等。
- NORMAL_PRIORITY_CLASS：普通优先级类，大多数进程都属于此类别，系统分配的默认类别。
- IDLE_PRIORITY_CLASS：空闲优先级类，用于低优先级的任务，不会影响其他进程的执行，通常用于节能和减少电脑噪音等场景。
在本代码中，首先调用GetPriorityClass函数获取当前进程的优先级类别，返回的是DWORD类型的优先级常量，然后通过switch语句将其转化为对应的字符串输出。
需要注意的是，在代码中我们注释掉了REALTIME_PRIORITY_CLASS这个优先级类别，因为该优先级类别只有操作系统内核才能使用，一般用户进程无法使用，否则可能会对系统稳定性造成危害。实际上，该优先级类别在一些特定场景下还是会被用到的，如视频监控、游戏引擎等。
总之，通过获取和了解进程的优先级类别，我们可以更好地控制进程的执行顺序和优先级，从而提升系统性能和响应速度。
- 运行例2-3，记录运行结果（不少于5个进程的信息），并描述该程序的功能。
程序功能：利用进程句柄获得进程详细信息， 应用程序显示当前运行进程名字以及在核心态下占用时间的百分比。
- 运行例2-4，记录运行结果，并描述该程序的功能。
程序功能：通过当前进程，创建相同的子进程。
4.参照例2-5，编写一个程序，给出运行进程的操作系统的版本号。
5.用命令行的方式运行2次例2-6（每次命令行参数不同：命令行中是否包含“child”参数），记录运行结果，并描述该程序的功能。
功能：创建子进程，描述了进程间的互斥与同步。该程序开始时时先进入parent()函数，然后parent()函数会创建自杀互斥体和一个子进程，并暂停5秒后杀死自己，这时子进程会进入child()函数并打开自杀互斥体，等待父进程杀掉自身后终止。
6.参照例2-6，编写一个程序，通过创建进程来执行一个命令列表（命令列表中有3个应用程序的程序名，这些程序运行一段时间后被中止退出），并输出每个进程（这3个应用程序）的执行时间。
#include <windows.h> #include <iostream> #include <stdio.h> #include<ctime> #pragma warning(disable: 4996) using namespace std; static LPCTSTR g_szMutexName = "w2kdg.ProcTerm.mutex.Suicide"; //创建当前进程的克隆进程的简单方法 void StartClone(int num) { TCHAR szFilename[MAX_PATH]; //获得当前可执行文件的文件名 GetModuleFileName(NULL, szFilename, MAX_PATH); //格式化子进程的命令行，指明是一个EXE文件和子进程 TCHAR szCmdLine[MAX_PATH]; sprintf(szCmdLine, "%s %d", szFilename,num); //子进程的启动信息结构 STARTUPINFO si; ZeroMemory(reinterpret_cast <void *> (&si), sizeof(si)); si.cb = sizeof(si); PROCESS_INFORMATION p; //说明一个返回的子进程信息结构 //利用同样的可执行文件名和命令行创建进程，并指明是一个子进程 BOOL bCreateOK = CreateProcess( szFilename, //产生的应用程序的名称 szCmdLine, //指定创建一个子进程的符号标识 NULL, //默认的进程安全性 NULL, //默认的线程安全性 FALSE, //不继承句柄 CREATE_NEW_PROCESS_GROUP, //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 &p); //返回的进程信息 //关闭子进程 if (bCreateOK) { CloseHandle(p.hProcess); CloseHandle(p.hThread); } } void Parent() { //创建“自杀”互斥体 HANDLE hMutexSuicide = CreateMutex( NULL, //默认的安全性 TRUE, //创建者是互斥体的最初拥有者 g_szMutexName); //为互斥体命名 if (hMutexSuicide != NULL) { StartClone(1); //创建两个子进程 StartClone(2); Sleep(5000); //暂停(5秒) ReleaseMutex(hMutexSuicide); //通知子进程”杀”掉自身 CloseHandle(hMutexSuicide); //消除互斥体句柄 } printf("name: parent time: %f s\n", (double)clock() / CLOCKS_PER_SEC); getchar(); } void Child(char * argv[]) { //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); //互斥体名称 if (hMutexSuicide != NULL) { WaitForSingleObject(hMutexSuicide, INFINITE); //等待子进程释放互斥体 //准备好终止，清除句柄 CloseHandle(hMutexSuicide); } printf("name: child%s time: %f s\n", argv[1], (double)clock() / CLOCKS_PER_SEC); } int main(int argc, char * argv[]) { //决定其行为是父进程还是子进程 if (argc > 1) { Child(argv); } else { Parent(); } return 0; }
程序分析
本代码主要演示了如何通过创建“克隆”进程的方式实现父进程通知子进程自杀的功能。
该代码的核心是利用Windows API函数CreateProcess创建进程，并利用命令行参数的方式来区分父进程和子进程。父进程会创建两个子进程，然后暂停5秒，并通过创建一个“自杀”互斥体来通知子进程自杀。子进程则会打开这个互斥体并等待通知，收到通知后即可终止自身。
具体实现过程如下：
首先创建了一个名为“w2kdg.ProcTerm.mutex.Suicide”的互斥体，用于父进程通知子进程自杀。
然后在主函数中通过判断命令行参数的个数，来决定当前进程是父进程还是子进程。如果命令行参数个数大于1，则说明当前进程是子进程；否则，就是父进程。可以通过命令行参数的方式把当前进程的角色传递给子进程。
在父进程中，调用StartClone函数创建两个子进程，同时暂停5秒钟。在创建子进程的时候，使用了CREATE_NEW_PROCESS_GROUP参数，这样可以在屏幕上创建两个独立的命令行窗口，使输出更直观。
然后，父进程获得了“自杀”互斥体的句柄，并释放了这个互斥体，通知子进程自杀。父进程还输出了当前运行时间，再通过getchar来等待用户输入，以保证在结束进程之前不会立即关闭命令行窗口。
在子进程中，首先打开“自杀”互斥体，并等待父进程通知。一旦收到通知，子进程就会终止自身，释放句柄并退出。
需要注意的是，这种通过创建“克隆”进程的方式来通信和控制进程的方法并不是一种很好的做法。因为这种方式存在许多潜在的问题，比如进程之间的同步和通信机制都需要手动实现，并且容易导致死锁和进程的长时间挂起等问题。在实际的开发中，建议使用更为高级和稳定的通信和同步机制，如线程、信号量和管道等。
