操作系统：进程创建与撤消

操作系统实验报告试验一：进程创建与撤销计科112康岩岩2011008142202013/4/10实验一：进程创建与撤消一、实验目的1、加深对进程概念的理解和进程创建与撤消算法；2、进一步认识并发执行的实质。

二、实验内容本实验完成如下三个层次的任务：（1）系统级—以普通用户身份认识windows的进程管理。

通过windows的“任务管理器”观察进程的状态，进行进程的创建、切换和撤销。

（2）语言级—以普通程序员身份认识高级语言VC++/Java/C#的进程创建与撤销工具。

（3）模拟级—以OS设计师身份编程模拟实现进程创建与撤销功能，并在屏幕上观察进程活动的结果。

三、实验步骤1、windows的进程管理以下是win7的人物管理器，可以进行进程的查看、创建、撤销等操作，由于操作比较简单与琐碎，这里不再具体描述。

2、VC++/Java/C#的进程创建与撤销工具对于本次试验，我使用C#进行进程创建、撤销等测试，具体内容在下面给出。

3、进程创建与撤销的模拟实现（1）总体设计：此次程序完全由c#实现，能够通过窗体界面详细地生动地显示进程的运行状态。

下面一步一步的进行实现①数据定义：类PCB的定义如下：class PCB{string pcbName; //进程名int pcbId; //IDlong startTime; //开始时间long pcbRuntime = 0; //运行时间int pcbLeve; //线程优先级}对于所有的进程信息，用以下表储存：Dictionary<int,Hashtable>ThreadTable=new Dictionary<int,Hashtable>();容器ThreadTable用来储存所有进程简直key 表示进程id，值为Hashtable，储存的为线程信息，②函数CREATE(PCB pcb)—进程创建：创建进程需要传入一个PCB 对象，然后启动一个单独的线程来操作该对象，操作该对象就是把线程运行的状态传送给PCB同时PCB也唯一地标示其所在的线程。

一个PCB对象的创建可通过一个与使用这交互的界面实现，使用者在交互窗体上输入进程名称，优先级，然后根据输入创建相应对象；killProcess(int id)—进程终止：由于每个进程都具有不用的pcbid，所以要结束一个进程需要将其id作为参数传入，在窗体应用程序上，使用者只需选中进程列表总相应进程后，即可选择执行中止函数。

③主界面设计：利用C#的各种控件可以很方便地设计出界面，界面截图如下：2-运行界面（2）详细设计：此程序主要是用来实现进程的创建与撤销以及进行进程状态的实时显示，这一系列通过界面的交互操作来完成。

由于本程序需要用C#来进行实现，关于进程的创建及界面操作都具有其语言特色，比如需要用到事件、托管之类。

创建线程的函数如下，其中参数有交互窗体产生，主要包括进PcbName、PcbId及创建时间private void createProcess(PCB pcb) {//启动的线程函数为runParameterizedThreadStart ParStart = newParameterizedThreadStart(run);hread thread = new Thread(ParStart);//设置pcb的起始时间为当前时间pcb.StartTime = DateTime.Now.ToFileTime();Hashtable hash=new Hashtable();//将线程信息和pcb信息存入hash表hash.Add("thread",thread);hash.Add("pcb",pcb);//将hash表存入记录线程状态的总表this.ThreadTable.Add(pcb.PcbId,hash);thread.Start(pcb); //启动线程}run 函数定义如下/// <summary>/// 线程运行的函数/// </summary>/// <param name="o">具有唯一pcbid的PCB对象，用来标示线程，也用来显示储存线程运行状态</param>private void run(object o) {//定义委托，用来调用函数显示某一进程的状态GetNowFileTimeCallBack call = new GetNowFileTimeCallBack(updatePcbListTime);PCB pcb = (PCB)o;int pcbId = pcb.PcbId;while (true) {//得到运行时间ong runtime = DateTime.Now.ToFileTime() - pcb.StartTime;//回调信息his.BeginInvoke(call, pcbId, runtime);try {Thread.Sleep(1000);}catch (Exception e) { }}}在run函数中有句代码如下：this.BeginInvoke(call, pcbId, runtime);此句代码回调了两个参数给updatePcbListTime，分别是进程的PcbId即当前线程的运行时间，有了这连个参数便可以在主界面上更新进程运行的时间，这个操作设计到c#对控件的有关操作，这里不再详细介绍，后面在源代码中会给出。

进程的撤销：使用着在进程列表中选择一项进程，直接点击“结束进程”按钮即可，结束进程的函数如下：private void killProcess(int id){//根据id从进程信息表中得到进程信息Hashtable h=ThreadTable[id];Thread t=(Thread)h["thread"];//得到id对应的线程try{if (t != null && t.IsAlive) {t.Abort(); //停止线程}}catch (Exception e) {MessageBox.Show(e.Message);}ThreadTable.Remove(id); //信息表中删除线程数据romoveListViewItem(id); //界面列表中删除数据his.ProcessCount = ThreadTable.Count; //更新进程数目}以上便是进程撤销的函数，由于涉及到界面更新等操作，所以略显复杂了一些。

四、实验总结用C#进行线程的创建与撤销代码相对来说比较简单，因为封装比较多，我们能做的就是创建与调用。

当然，代码中也有一些复杂的地方，不是对线程的操作，而是关于界面的显示与操作，单个线程容易创建与撤销，但难的是合理的“监控”与组织多个线程并及时进行状态的显示。

本来想过用C语言在控制台上完成这次试验，但考虑到控制台的交互性太差，而且C语言代码相对复杂，最后还是放弃了。

虽然用程序语言实现了进程创建（当然，这是在并不会理论的情况下），但还是没弄清理论的实质。

可能理论更抽象些吧。

在平常的编程中，虽然经常遇到过要使用多线程的问题，但没有去试过从操作系统的角度去考虑线程的运行，在以后的学习中，我想还是会深入了解与学习这方面的东西的。

五、附录PCB类的定义：class PCB{string pcbName; //进程名int pcbId; //IDlong startTime; //开始时间long pcbRuntime = 0; //运行时间 int pcbLeve; //线程优先级public string PcbName{get { return pcbName; }set { pcbName = value; }}public int PcbId{get { return pcbId; }set { pcbId = value; }}public long StartTime{get { return startTime; } set { startTime = value; } }public long PcbRuntime{get { return pcbRuntime; } set { pcbRuntime = value; } }public int PcbLeve{get { return pcbLeve; }set { pcbLeve = value; }}}主窗体（包含所有操作）：using System;using System.Collections.Generic;using ponentModel;using System.Data;using System.Drawing;using System.Linq;using System.Text;using System.Windows.Forms;using System.Threading;using OsTest.os.boject;using OsTest.os.form;using System.Collections;namespace OsTest{public partial class MainForm : Form{public MainForm(){InitializeComponent();}private void button2_Click(object sender, EventArgs e){if(this.listView1.SelectedItems.Count<1){return;}killProcess(this.selectId);}private void killProcess(int id){//根据id从进程信息表中得到进程信息Hashtable h=ThreadTable[id];Thread t=(Thread)h["thread"];//得到id对应的线程try{if (t != null && t.IsAlive){t.Abort(); //停止线程}}catch (Exception e) {MessageBox.Show(e.Message);}ThreadTable.Remove(id); //信息表中删除线程数据romoveListViewItem(id); //界面列表中删除数据this.ProcessCount = ThreadTable.Count; //更新进程数目}int processCount = 0;public int ProcessCount{get { return processCount; }set {processCount = value;this.toolStripStatusLabel1.Text = "进程数：" + processCount;}}/// <summary>/// 根据进程id删除列表中相对于的进程信息/// </summary>/// <param name="id">进程id</param>private void romoveListViewItem(int id) {//锁定列表控件，避免多个线程同时操作lock (this.listView1){foreach (ListViewItem li in this.listView1.Items){int liId = int.Parse(li.SubItems[1].Text.ToString());if (liId != id){continue;}li.Remove();return;}}}/// <summary>/// 用于存放进程数据的表/// </summary>private Dictionary<int,Hashtable> ThreadTable=new Dictionary<int,Hashtable>();private void createProcess(PCB pcb) {//启动的线程函数为runParameterizedThreadStart ParStart = new ParameterizedThreadStart(run);Thread thread = new Thread(ParStart);//设置pcb的起始时间为当前时间pcb.StartTime = DateTime.Now.ToFileTime();Hashtable hash=new Hashtable();//将线程信息和pcb信息存入hash表hash.Add("thread",thread);hash.Add("pcb",pcb);//将hash表存入记录线程状态的总表this.ThreadTable.Add(pcb.PcbId,hash);thread.Start(pcb); //启动线程}private delegate void GetNowFileTimeCallBack(int pcbId,long now);/// <summary>/// 更新显示进程列表的窗口/// </summary>/// <param name="pcbId"></param>/// <param name="now"></param>private void updatePcbListTime(int pcbId,long now){foreach(KeyValuePair<int,Hashtable> p in ThreadTable){PCB pcb=(PCB)p.Value["pcb"];if(pcb.PcbId==pcbId){pcb.PcbRuntime = now;//更新运行时间updateListView(pcb);break;}}}/// <summary>/// 更新列表控件/// </summary>/// <param name="pcb"></param>private void updateListView(PCB pcb) {lock (this.listView1){foreach (ListViewItem li in this.listView1.Items){int liId = int.Parse(li.SubItems[1].Text.ToString());if(liId!=pcb.PcbId){continue;}li.SubItems[3].Text=(pcb.PcbRuntime / 10000000) + "s";return;}ListViewItem newLi = new ListViewItem(pcb.PcbName);newLi.SubItems.Add(pcb.PcbId + "");newLi.SubItems.Add(pcb.PcbLeve + "");newLi.SubItems.Add(pcb.PcbRuntime / 10000000 + "s");this.listView1.Items.Add(newLi);this.ProcessCount = ThreadTable.Count;}}/// <summary>/// 线程运行的函数/// </summary>/// <param name="o">具有唯一pcbid的PCB对象，用来标示线程，也用来显示储存线程运行状态</param>private void run(object o) {//定义委托，用来调用函数显示某一进程的状态GetNowFileTimeCallBack call = new GetNowFileTimeCallBack(updatePcbListTime);PCB pcb = (PCB)o;int pcbId = pcb.PcbId;while (true){//得到运行时间long runtime = DateTime.Now.ToFileTime() - pcb.StartTime;//回调信息this.BeginInvoke(call, pcbId, runtime);try{Thread.Sleep(1000);}catch (Exception e) {}}}/// <summary>/// 关闭窗口/// </summary>/// <param name="sender"></param>/// <param name="e"></param>private void MainForm_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e){ToolStripMenuItem2_Click(sender,e);}/// <summary>/// 点击菜单的新建按钮，创建进程/// </summary>/// <param name="sender"></param>/// <param name="e"></param>private void ToolStripMenuItem1_Click(object sender, EventArgs e){CreateForm cf = new CreateForm();//显示创建PCD对象的窗体if (cf.ShowDialog(this) == DialogResult.OK){PCB pcb = cf.Pcb; //得到对象createProcess(pcb); //创建进程}}int selectId = 0;private void listView1_ItemSelectionChanged(object sender, ListViewItemSelectionChangedEventArgs e){selectId=int.Parse(e.Item.SubItems[1].Text.ToString());}/// <summary>/// 退出程序/// </summary>/// <param name="sender"></param>/// <param name="e"></param>private void ToolStripMenuItem2_Click(object sender, EventArgs e){System.Environment.Exit(0);}}}。