实验4并发与调度.ppt

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1、操作系统原理实验操作系统原理实验安全性安全性安全性安全性 输输入入入入/输输出出出出管理管理管理管理 调调度度度度 存存存存储储器管理器管理器管理器管理进进程描述程描述程描述程描述与控制与控制与控制与控制 并并并并发发性性性性 文件管理文件管理文件管理文件管理 联联网网网网 操作系统的各个主题操作系统的各个主题操作系统的各个主题操作系统的各个主题 粗粗粗粗线线表示从表示从表示从表示从设计设计和和和和实现实现的角度考的角度考的角度考的角度考虑虑关系非常关系非常关系非常关系非常紧紧密密密密实验实验4 并发与调度并发与调度通过对事件和互斥体对象以及对文件和文件映通过对事件和互斥体对象以及对文件和文件

2、映通过对事件和互斥体对象以及对文件和文件映通过对事件和互斥体对象以及对文件和文件映射对象的了解，来加深对操作系统进程同步、射对象的了解，来加深对操作系统进程同步、射对象的了解，来加深对操作系统进程同步、射对象的了解，来加深对操作系统进程同步、线程同步的理解；通过线程同步的理解；通过线程同步的理解；通过线程同步的理解；通过LinuxLinuxLinuxLinux并发程序的调试，并发程序的调试，并发程序的调试，并发程序的调试，学习操作系统并发程序的工作方式学习操作系统并发程序的工作方式学习操作系统并发程序的工作方式学习操作系统并发程序的工作方式 实验实验4.1 Windows 2000 4.1 W

3、indows 2000 线线程同步程同步程同步程同步 实验实验4.2 Windows 2000 4.2 Windows 2000 线线程程程程间间的通的通的通的通讯讯 实验实验4.3 Linux 4.3 Linux 并并并并发发程序程序程序程序设计设计实验估计时间：实验估计时间：实验估计时间：实验估计时间：120120分钟分钟分钟分钟，难度系数：，难度系数：，难度系数：，难度系数：4 44.1 Windows 2000 线程同步线程同步 Windows 2000 Windows 2000提供的常用对象可分成三类：核心提供的常用对象可分成三类：核心提供的常用对象可分成三类：核心提供的常用对象可分

4、成三类：核心应用效劳、线程同步和线程间通讯。其中，开发人应用效劳、线程同步和线程间通讯。其中，开发人应用效劳、线程同步和线程间通讯。其中，开发人应用效劳、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，员可以使用线程同步对象来协调线程和进程的工作，员可以使用线程同步对象来协调线程和进程的工作，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。此类对象包括以使其共享信息并执行任务。此类对象包括以使其共享信息并执行任务。此类对象包括以使其共享信息并执行任务。此类对象包括互锁数据互锁数据互锁数据互锁数据临界段临界段临界段临界段事件事件事件事件互斥

5、体互斥体互斥体互斥体信号信号信号信号背景知识背景知识多线程编程中关键的一步是保护所有的共享资源，多线程编程中关键的一步是保护所有的共享资源，多线程编程中关键的一步是保护所有的共享资源，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；另一个工具主要有互锁函数、临界段和互斥体等；另一个工具主要有互锁函数、临界段和互斥体等；另一个工具主要有互锁函数、临界段和互斥体等；另一个实质性局部是协调线程使其完成应用程序的任务，实质性局部是协调线程使其完成应用程序的任务，实质性局部是协调线程使其完成应用程序的任务，实质性局部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

6、事件对象和信号为此，可利用内核中的事件对象和信号为此，可利用内核中的事件对象和信号为此，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在进程内或进程间实现线程同步的最方便的方法是在进程内或进程间实现线程同步的最方便的方法是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使用事件对象，这一组内核对象允许一个线程对其使用事件对象，这一组内核对象允许一个线程对其使用事件对象，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受信状态进行直接控制受信状态进行直接控制受信状态进行直接控制背景知识背景知识而互斥体那么是另一个可命名且平安的内

7、核对象，而互斥体那么是另一个可命名且平安的内核对象，而互斥体那么是另一个可命名且平安的内核对象，而互斥体那么是另一个可命名且平安的内核对象，其主要目的是引导对共享资源的访问。拥有单一访其主要目的是引导对共享资源的访问。拥有单一访其主要目的是引导对共享资源的访问。拥有单一访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立互斥体，所有想要访问该资源的问资源的线程创立互斥体，所有想要访问该资源的问资源的线程创立互斥体，所有想要访问该资源的问资源的线程创立互斥体，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，而在访线程应该在实际执行操作之前获得互斥体，而在访线程应该在实际执行操

8、作之前获得互斥体，而在访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问结束时立即释放互斥体，以允许下一个等待线程问结束时立即释放互斥体，以允许下一个等待线程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，然后接着进行下去获得互斥体，然后接着进行下去获得互斥体，然后接着进行下去获得互斥体，然后接着进行下去与事件对象类似，互斥体容易创立、翻开、使用并与事件对象类似，互斥体容易创立、翻开、使用并与事件对象类似，互斥体容易创立、翻开、使用并与事件对象类似，互斥体容易创立、翻开、使用并去除。利用去除。利用去除。利用去除。利用CreateMutex()A

9、PICreateMutex()API可创立互斥体，创立可创立互斥体，创立可创立互斥体，创立可创立互斥体，创立时还可以指定一个初始的拥有权标志，通过使用这时还可以指定一个初始的拥有权标志，通过使用这时还可以指定一个初始的拥有权标志，通过使用这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个标志，只有当线程完成了资源的所有的初始化工个标志，只有当线程完成了资源的所有的初始化工个标志，只有当线程完成了资源的所有的初始化工作时，才允许创立线程释放互斥体作时，才允许创立线程释放互斥体作时，才允许创立线程释放互斥体作时，才允许创立线程释放互斥体背景知识背景知识为了

10、获得互斥体，首先，想要访问调用的线程可使为了获得互斥体，首先，想要访问调用的线程可使为了获得互斥体，首先，想要访问调用的线程可使为了获得互斥体，首先，想要访问调用的线程可使用用用用OpenMutex()APIOpenMutex()API来获得指向对象的句柄；然后，来获得指向对象的句柄；然后，来获得指向对象的句柄；然后，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。当内核将互线程将这个句柄提供给一个等待函数。当内核将互线程将这个句柄提供给一个等待函数。当内核将互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，就说明该线程获得了斥体对象发送给等待线程时，就说明

11、该线程获得了斥体对象发送给等待线程时，就说明该线程获得了斥体对象发送给等待线程时，就说明该线程获得了互斥体的拥有权。当线程获得拥有权时，线程控制互斥体的拥有权。当线程获得拥有权时，线程控制互斥体的拥有权。当线程获得拥有权时，线程控制互斥体的拥有权。当线程获得拥有权时，线程控制了对共享资源的访问了对共享资源的访问了对共享资源的访问了对共享资源的访问必须设法尽快地放弃互斥必须设法尽快地放弃互斥必须设法尽快地放弃互斥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体。放弃共享资源时需要在该对象上调用体。放弃共享资源时需要在该对象上调用体。放弃共享资源时需要在该对象上调用ReleaseMut

12、e()APIReleaseMute()API。然后系统负责将互斥体拥有权。然后系统负责将互斥体拥有权。然后系统负责将互斥体拥有权。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传递给下一个等待着的线程传递给下一个等待着的线程传递给下一个等待着的线程(由到达时间决定顺序由到达时间决定顺序由到达时间决定顺序由到达时间决定顺序)背景知识背景知识在本实验中，通过对事件和互斥体对象的了解，来在本实验中，通过对事件和互斥体对象的了解，来在本实验中，通过对事件和互斥体对象的了解，来在本实验中，通过对事件和互斥体对象的了解，来加深对加深对加深对加深对Windows 2000Windows 2000线程同步

13、的理解。线程同步的理解。线程同步的理解。线程同步的理解。回忆系统进程、线程的有关概念，加深对回忆系统进程、线程的有关概念，加深对回忆系统进程、线程的有关概念，加深对回忆系统进程、线程的有关概念，加深对Windows Windows 20002000线程的理解线程的理解线程的理解线程的理解了解事件和互斥体对象了解事件和互斥体对象了解事件和互斥体对象了解事件和互斥体对象通过分析实验程序，了解管理事件对象的通过分析实验程序，了解管理事件对象的通过分析实验程序，了解管理事件对象的通过分析实验程序，了解管理事件对象的APIAPI了解在进程中如何使用事件对象了解在进程中如何使用事件对象了解在进程中如何使用

14、事件对象了解在进程中如何使用事件对象了解在进程中如何使用互斥体对象了解在进程中如何使用互斥体对象了解在进程中如何使用互斥体对象了解在进程中如何使用互斥体对象了解父进程创立子进程的程序设计方法了解父进程创立子进程的程序设计方法了解父进程创立子进程的程序设计方法了解父进程创立子进程的程序设计方法实验目的实验目的在开始本实验之前，请回忆教科书的相关内容在开始本实验之前，请回忆教科书的相关内容在开始本实验之前，请回忆教科书的相关内容在开始本实验之前，请回忆教科书的相关内容需要做以下准备需要做以下准备需要做以下准备需要做以下准备一台运行一台运行一台运行一台运行Windows 2000 Professio

15、nalWindows 2000 Professional操作系统的计操作系统的计操作系统的计操作系统的计算机算机算机算机计算机中需安装专业版或企业版计算机中需安装专业版或企业版计算机中需安装专业版或企业版计算机中需安装专业版或企业版工具工具/准备工作准备工作事件对象事件对象事件对象事件对象互斥体对象互斥体对象互斥体对象互斥体对象 实验内容与步骤实验内容与步骤实验估计时间：实验估计时间：实验估计时间：实验估计时间：120120分钟分钟分钟分钟，难度系数：，难度系数：，难度系数：，难度系数：5 54.2 Windows 2000 线程间的通讯线程间的通讯Windows 2000Windows 20

16、00提供的线程间通讯类内核对象允提供的线程间通讯类内核对象允提供的线程间通讯类内核对象允提供的线程间通讯类内核对象允许同一进程或跨进程的线程之间互相发送信息，许同一进程或跨进程的线程之间互相发送信息，许同一进程或跨进程的线程之间互相发送信息，许同一进程或跨进程的线程之间互相发送信息，包括文件、文件映射、邮件位和命名管道等，包括文件、文件映射、邮件位和命名管道等，包括文件、文件映射、邮件位和命名管道等，包括文件、文件映射、邮件位和命名管道等，其中最常用的是文件和文件映射。这类对象允其中最常用的是文件和文件映射。这类对象允其中最常用的是文件和文件映射。这类对象允其中最常用的是文件和文件映射。这类对

17、象允许一个线程很容易地向同一进程或其他进程中许一个线程很容易地向同一进程或其他进程中许一个线程很容易地向同一进程或其他进程中许一个线程很容易地向同一进程或其他进程中的另一线程发送信息的另一线程发送信息的另一线程发送信息的另一线程发送信息背景知识背景知识文件对象文件对象文件对象文件对象文件对象是人们所熟悉的永久存储的传统元素。将文件对象是人们所熟悉的永久存储的传统元素。将文件对象是人们所熟悉的永久存储的传统元素。将文件对象是人们所熟悉的永久存储的传统元素。将一个文件看作是内核对象可使开发人员获得比标准一个文件看作是内核对象可使开发人员获得比标准一个文件看作是内核对象可使开发人员获得比标准一个文件

18、看作是内核对象可使开发人员获得比标准C+C+文件操作更为强大的功能文件操作更为强大的功能文件操作更为强大的功能文件操作更为强大的功能内核允许开发人员在系统设备或网络上创立代表永内核允许开发人员在系统设备或网络上创立代表永内核允许开发人员在系统设备或网络上创立代表永内核允许开发人员在系统设备或网络上创立代表永久存储数据块的文件对象。这些文件对象是对永久久存储数据块的文件对象。这些文件对象是对永久久存储数据块的文件对象。这些文件对象是对永久久存储数据块的文件对象。这些文件对象是对永久存储数据的低级访问者；用存储数据的低级访问者；用存储数据的低级访问者；用存储数据的低级访问者；用C+C+运行库或其他

19、方法运行库或其他方法运行库或其他方法运行库或其他方法翻开的所有文件最终都要变成对翻开的所有文件最终都要变成对翻开的所有文件最终都要变成对翻开的所有文件最终都要变成对CreateFile()APICreateFile()API的的的的调用调用调用调用CreateFile()CreateFile()函数分配一个内核对象来代表一个永函数分配一个内核对象来代表一个永函数分配一个内核对象来代表一个永函数分配一个内核对象来代表一个永久的文件。当在磁盘上创立一个新文件或当翻开一久的文件。当在磁盘上创立一个新文件或当翻开一久的文件。当在磁盘上创立一个新文件或当翻开一久的文件。当在磁盘上创立一个新文件或当翻开一

20、个已经存在的文件时，就调用这个个已经存在的文件时，就调用这个个已经存在的文件时，就调用这个个已经存在的文件时，就调用这个APIAPI背景知识背景知识 创创立立立立调调用比用比用比用比创创立事件、互斥体或信号量要复立事件、互斥体或信号量要复立事件、互斥体或信号量要复立事件、互斥体或信号量要复杂杂。首先必。首先必。首先必。首先必须须在在在在lpFilenamelpFilename中指定中指定中指定中指定对对象名，并且要指向文件系象名，并且要指向文件系象名，并且要指向文件系象名，并且要指向文件系统统中中中中所所所所访问访问的位置。接着必的位置。接着必的位置。接着必的位置。接着必须须用用用用dwDes

21、iredAccessdwDesiredAccess参数提供所参数提供所参数提供所参数提供所需的需的需的需的访问级别访问级别 由由由由创创立函数要求的共享模式参数立函数要求的共享模式参数立函数要求的共享模式参数立函数要求的共享模式参数dwShareModedwShareMode可以指定可以指定可以指定可以指定当另一当另一当另一当另一进进程企程企程企程企图图同同同同时访问时访问数据数据数据数据时时会会会会发发生什么。与所有其生什么。与所有其生什么。与所有其生什么。与所有其他第一他第一他第一他第一级级内核内核内核内核对对象一象一象一象一样样，可以利用，可以利用，可以利用，可以利用lpSecurity

22、AttributeslpSecurityAttributes参数指定所参数指定所参数指定所参数指定所创创立立立立对对象的平安性。接着，要通象的平安性。接着，要通象的平安性。接着，要通象的平安性。接着，要通过过dwCreationDispositiondwCreationDisposition参数告参数告参数告参数告诉创诉创立函数，如果数据在立函数，如果数据在立函数，如果数据在立函数，如果数据在指定的永久存指定的永久存指定的永久存指定的永久存储储介介介介质质中存在或不存在中存在或不存在中存在或不存在中存在或不存在时时的行的行的行的行为为背景知识背景知识 可以使用可以使用可以使用可以使用dwFla

23、gsAndAttributesdwFlagsAndAttributes参数来指定文件的属性参数来指定文件的属性参数来指定文件的属性参数来指定文件的属性 (如只如只如只如只读读)，并确定，并确定，并确定，并确定对对数据所数据所数据所数据所执执行的行的行的行的读读写操作的行写操作的行写操作的行写操作的行为为。最。最。最。最后一个参数后一个参数后一个参数后一个参数hTemplateFilehTemplateFile可指定另一个文件可指定另一个文件可指定另一个文件可指定另一个文件对对象作象作象作象作为为模模模模板，以便板，以便板，以便板，以便为为新新新新创创立的文件复制属性或立的文件复制属性或立的文件

24、复制属性或立的文件复制属性或扩扩展属性展属性展属性展属性 Windows 2000Windows 2000系系系系统统中包括中包括中包括中包括许许多文件多文件多文件多文件对对象的工具函数象的工具函数象的工具函数象的工具函数APIAPI 通常可以使用通常可以使用通常可以使用通常可以使用ReadFile()ReadFile()和和和和WriteFile()APIWriteFile()API在永久存在永久存在永久存在永久存储储和和和和应应用程序用程序用程序用程序间间通通通通过过文件文件文件文件对对象来移象来移象来移象来移动动数据。因数据。因数据。因数据。因为创为创立立立立调调用将用将用将用将对对象的

25、大多数复象的大多数复象的大多数复象的大多数复杂杂性封装起来了，性封装起来了，性封装起来了，性封装起来了，这这两个函数只是两个函数只是两个函数只是两个函数只是简单简单地利用指向要交地利用指向要交地利用指向要交地利用指向要交换换数据的文件数据的文件数据的文件数据的文件对对象的句柄象的句柄象的句柄象的句柄(即指向内存即指向内存即指向内存即指向内存内的数据内的数据内的数据内的数据缓缓存区的指存区的指存区的指存区的指针针)，然后，然后，然后，然后计计数移数移数移数移动动数据的字数据的字数据的字数据的字节节数。数。数。数。除此之外，除此之外，除此之外，除此之外，这这两个函数两个函数两个函数两个函数还执还执

26、行重叠式的行重叠式的行重叠式的行重叠式的输输入和入和入和入和输输出，由出，由出，由出，由于不会于不会于不会于不会“堵塞主堵塞主堵塞主堵塞主线线程，可用来程，可用来程，可用来程，可用来传传送大量的数据送大量的数据送大量的数据送大量的数据背景知识背景知识 CreateFile()CreateFile()方法除了可方法除了可方法除了可方法除了可访问标访问标准的永久文件外，准的永久文件外，准的永久文件外，准的永久文件外，还还可可可可访访问问控制台控制台控制台控制台输输入和入和入和入和输输出，以及从命名的管道来的数据出，以及从命名的管道来的数据出，以及从命名的管道来的数据出，以及从命名的管道来的数据 G

27、etFileType()APIGetFileType()API指明要指明要指明要指明要处处理的关理的关理的关理的关键键文件句柄的文件句柄的文件句柄的文件句柄的结结构。构。构。构。除此之外，内核除此之外，内核除此之外，内核除此之外，内核还还提供了提供了提供了提供了GetFileInformationByHandle()GetFileInformationByHandle()和和和和GetFileSize()GetFileSize()、GetFileTime()APIGetFileTime()API用于用于用于用于获获得关得关得关得关键键数据数据数据数据的的的的详细详细情况。其他用于在文件中改情况

28、。其他用于在文件中改情况。其他用于在文件中改情况。其他用于在文件中改变变数据的工具函数包数据的工具函数包数据的工具函数包数据的工具函数包括括括括LockFile()LockFile()、SetFilePointer()SetFilePointer()和和和和SetEndOfFile()APISetEndOfFile()API 除了除了除了除了这这些基于句柄的些基于句柄的些基于句柄的些基于句柄的APIAPI之外，内核之外，内核之外，内核之外，内核还还提供了大量的工提供了大量的工提供了大量的工提供了大量的工具，用于按文件名具，用于按文件名具，用于按文件名具，用于按文件名对对文件直接操作。文件文件直

29、接操作。文件文件直接操作。文件文件直接操作。文件对对象用完之后，象用完之后，象用完之后，象用完之后，应该应该用用用用CloseHandle()APICloseHandle()API加以去除加以去除加以去除加以去除背景知识背景知识文件映射对象文件映射对象文件映射对象文件映射对象 比使用比使用比使用比使用ReadFile()ReadFile()和和和和WriteFile()APIWriteFile()API通通通通过过文件文件文件文件对对象来象来象来象来读读取取取取和写入数据更和写入数据更和写入数据更和写入数据更为简单为简单的是，的是，的是，的是，Windows 2000Windows 2000还

30、还提供了一种提供了一种提供了一种提供了一种在文件中在文件中在文件中在文件中处处理数据的方法，名理数据的方法，名理数据的方法，名理数据的方法，名为为内存映射文件，也称内存映射文件，也称内存映射文件，也称内存映射文件，也称为为文件映射。文件映射文件映射。文件映射文件映射。文件映射文件映射。文件映射对对象是在虚象是在虚象是在虚象是在虚拟拟内存中分配的永久或内存中分配的永久或内存中分配的永久或内存中分配的永久或临时临时文件文件文件文件对对象区域象区域象区域象区域(如果可能的如果可能的如果可能的如果可能的话话，可大到整个文件，可大到整个文件，可大到整个文件，可大到整个文件)，可将其看作是二可将其看作是二

31、可将其看作是二可将其看作是二进进制的数据制的数据制的数据制的数据块块。使用。使用。使用。使用这类对这类对象，可象，可象，可象，可获获得得得得直接在内存中直接在内存中直接在内存中直接在内存中访问访问文件内容的能力文件内容的能力文件内容的能力文件内容的能力 文件映射文件映射文件映射文件映射对对象提供了象提供了象提供了象提供了强强大的大的大的大的扫扫描文件中数据的能力，而描文件中数据的能力，而描文件中数据的能力，而描文件中数据的能力，而不必移不必移不必移不必移动动文件指文件指文件指文件指针针。对对于多于多于多于多线线程的程的程的程的读读写操作来写操作来写操作来写操作来说说，这这一一一一点特点特点特点

32、特别别有用，因有用，因有用，因有用，因为为每个每个每个每个线线程都可能想要把程都可能想要把程都可能想要把程都可能想要把读读取指取指取指取指针针移移移移动动到不同的位置去到不同的位置去到不同的位置去到不同的位置去为为了防止了防止了防止了防止这这种情况，就需要使用某种种情况，就需要使用某种种情况，就需要使用某种种情况，就需要使用某种线线程同步机制保程同步机制保程同步机制保程同步机制保护护文件文件文件文件背景知识背景知识 在在在在CreateFileMapping()APICreateFileMapping()API中，一个新的文件映射中，一个新的文件映射中，一个新的文件映射中，一个新的文件映射对对

33、象象象象需要有一个永久的文件需要有一个永久的文件需要有一个永久的文件需要有一个永久的文件对对象象象象(由由由由CreateFile()CreateFile()所所所所创创立立立立)。该该函数使用函数使用函数使用函数使用标标准的平安性和命名参数，准的平安性和命名参数，准的平安性和命名参数，准的平安性和命名参数，还还有用于允有用于允有用于允有用于允许许操作操作操作操作 (如只如只如只如只读读)的保的保的保的保护标护标志以及映射的最大容量。随后可根据志以及映射的最大容量。随后可根据志以及映射的最大容量。随后可根据志以及映射的最大容量。随后可根据来自来自来自来自OpenFileMapping()API

34、OpenFileMapping()API的其他的其他的其他的其他线线程或程或程或程或进进程使用程使用程使用程使用该该映映映映射射射射这这与事件和互斥体的翻开与事件和互斥体的翻开与事件和互斥体的翻开与事件和互斥体的翻开进进程是非常程是非常程是非常程是非常类类似的似的似的似的 内存映射文件内存映射文件内存映射文件内存映射文件对对象的另一个象的另一个象的另一个象的另一个强强大的大的大的大的应应用是可用是可用是可用是可请请求系求系求系求系统创统创立一个运行映射的立一个运行映射的立一个运行映射的立一个运行映射的临时临时文件。文件。文件。文件。该临时该临时文件提供一个文件提供一个文件提供一个文件提供一个临

35、时临时的区域，用于的区域，用于的区域，用于的区域，用于线线程或程或程或程或进进程互相程互相程互相程互相发发送大量数据，而不必送大量数据，而不必送大量数据，而不必送大量数据，而不必创创立或保立或保立或保立或保护护磁磁磁磁盘盘上的文件。利用向上的文件。利用向上的文件。利用向上的文件。利用向创创立函数中立函数中立函数中立函数中发发送送送送INVALID_HANDLE_VALUEINVALID_HANDLE_VALUE来代替真正的文件句柄，来代替真正的文件句柄，来代替真正的文件句柄，来代替真正的文件句柄，就可就可就可就可创创立立立立这这一一一一临时临时的内存映射文件；指令内核使用系的内存映射文件；指令

36、内核使用系的内存映射文件；指令内核使用系的内存映射文件；指令内核使用系统统页页式文件来建立支持映射的最大容量的式文件来建立支持映射的最大容量的式文件来建立支持映射的最大容量的式文件来建立支持映射的最大容量的临时临时数据区数据区数据区数据区背景知识背景知识 为为了利用文件映射了利用文件映射了利用文件映射了利用文件映射对对象，象，象，象，进进程必程必程必程必须须将将将将对对文件的文件的文件的文件的查查看映射看映射看映射看映射到它的内存空到它的内存空到它的内存空到它的内存空间间中。也就是中。也就是中。也就是中。也就是说说，应该应该将文件映射将文件映射将文件映射将文件映射对对象想象想象想象想象象象象为

37、进为进程的第一步，在程的第一步，在程的第一步，在程的第一步，在这这一步中，当一步中，当一步中，当一步中，当查查看看看看实际实际上允上允上允上允许访许访问问的数据的数据的数据的数据时时，附加有共享数据的平安性和命名方式。，附加有共享数据的平安性和命名方式。，附加有共享数据的平安性和命名方式。，附加有共享数据的平安性和命名方式。为为了了了了获获得指向内存区域的指得指向内存区域的指得指向内存区域的指得指向内存区域的指针针需要需要需要需要调调用用用用MapViewOfFile()MapViewOfFile()APIAPI，此，此，此，此调调用使用文件映射用使用文件映射用使用文件映射用使用文件映射对对象

38、的句柄作象的句柄作象的句柄作象的句柄作为为其主要参数。其主要参数。其主要参数。其主要参数。此外此外此外此外还还有所需的有所需的有所需的有所需的访问访问等等等等级级(如如如如读读-写写写写)和开始和开始和开始和开始查查看看看看时时文件文件文件文件内的偏移和要内的偏移和要内的偏移和要内的偏移和要查查看的容量。看的容量。看的容量。看的容量。该该函数返回一个指向函数返回一个指向函数返回一个指向函数返回一个指向进进程内程内程内程内的内存的指的内存的指的内存的指的内存的指针针，此指，此指，此指，此指针针可有多种可有多种可有多种可有多种编编程方面的程方面的程方面的程方面的应应用用用用(但不能但不能但不能但不

39、能超超超超过访问权过访问权限限限限)当当当当结结束文件映射束文件映射束文件映射束文件映射查查看看看看时时，必，必，必，必须须用接受到的指用接受到的指用接受到的指用接受到的指针调针调用用用用UnmapViewOfFlie()APIUnmapViewOfFlie()API，然后再根据映射，然后再根据映射，然后再根据映射，然后再根据映射对对象象象象调调用用用用CloseHandle()APICloseHandle()API，从而将其去除，从而将其去除，从而将其去除，从而将其去除背景知识背景知识在本实验中，通过对文件和文件映射对象的了解，在本实验中，通过对文件和文件映射对象的了解，在本实验中，通过对文

40、件和文件映射对象的了解，在本实验中，通过对文件和文件映射对象的了解，来加深对来加深对来加深对来加深对Windows 2000Windows 2000线程同步的理解线程同步的理解线程同步的理解线程同步的理解回忆系统进程、线程的有关概念，加深对回忆系统进程、线程的有关概念，加深对回忆系统进程、线程的有关概念，加深对回忆系统进程、线程的有关概念，加深对Windows Windows 20002000线程间通讯的理解线程间通讯的理解线程间通讯的理解线程间通讯的理解了解文件和文件映射对象了解文件和文件映射对象了解文件和文件映射对象了解文件和文件映射对象通过分析实验程序，了解线程如何通过文件对象发通过分析

41、实验程序，了解线程如何通过文件对象发通过分析实验程序，了解线程如何通过文件对象发通过分析实验程序，了解线程如何通过文件对象发送数据送数据送数据送数据了解在进程中如何使用文件对象了解在进程中如何使用文件对象了解在进程中如何使用文件对象了解在进程中如何使用文件对象通过分析实验程序，了解线程如何通过文件映射对通过分析实验程序，了解线程如何通过文件映射对通过分析实验程序，了解线程如何通过文件映射对通过分析实验程序，了解线程如何通过文件映射对象发送数据象发送数据象发送数据象发送数据了解在进程中如何使用文件映射对象了解在进程中如何使用文件映射对象了解在进程中如何使用文件映射对象了解在进程中如何使用文件映射

42、对象实验目的实验目的在开始本实验之前，请回忆教科书的相关内容在开始本实验之前，请回忆教科书的相关内容在开始本实验之前，请回忆教科书的相关内容在开始本实验之前，请回忆教科书的相关内容您需要做以下准备：您需要做以下准备：您需要做以下准备：您需要做以下准备：一台运行一台运行一台运行一台运行Windows 2000 Professional Windows 2000 Professional 操作系统的计操作系统的计操作系统的计操作系统的计算机算机算机算机计算机中需安装专业版或企业版计算机中需安装专业版或企业版计算机中需安装专业版或企业版计算机中需安装专业版或企业版 工具工具/准备工作准备工作 文件对

43、象文件对象 文件映射对象文件映射对象实验内容与步骤实验内容与步骤实验估计时间：实验估计时间：实验估计时间：实验估计时间：9090分钟分钟分钟分钟，难度系数：，难度系数：，难度系数：，难度系数：4 44.3 Linux 并发程序设计并发程序设计管道是管道是管道是管道是LinuxLinux中最常用的进程间通信中最常用的进程间通信中最常用的进程间通信中最常用的进程间通信IPCIPC机制。利机制。利机制。利机制。利用管道时，一个进程的输出可成为另外一个进程的用管道时，一个进程的输出可成为另外一个进程的用管道时，一个进程的输出可成为另外一个进程的用管道时，一个进程的输出可成为另外一个进程的输入。当输入输

44、出的数据量特别大时，这种输入。当输入输出的数据量特别大时，这种输入。当输入输出的数据量特别大时，这种输入。当输入输出的数据量特别大时，这种IPCIPC机机机机制非常有用。可以想象，如果没有管道机制，而必制非常有用。可以想象，如果没有管道机制，而必制非常有用。可以想象，如果没有管道机制，而必制非常有用。可以想象，如果没有管道机制，而必须利用文件传递大量数据时，会造成许多空间和时须利用文件传递大量数据时，会造成许多空间和时须利用文件传递大量数据时，会造成许多空间和时须利用文件传递大量数据时，会造成许多空间和时间上的浪费间上的浪费间上的浪费间上的浪费在在在在LinuxLinux中，通过将两个中，通过

45、将两个中，通过将两个中，通过将两个filefile结构指向同一个临时的结构指向同一个临时的结构指向同一个临时的结构指向同一个临时的索引节点，而两个索引节点又指向同一个物理页而索引节点，而两个索引节点又指向同一个物理页而索引节点，而两个索引节点又指向同一个物理页而索引节点，而两个索引节点又指向同一个物理页而实现管道实现管道实现管道实现管道背景知识背景知识通过在通过在通过在通过在LinuxLinux进程之间进行的通信实例来学习并发进程之间进行的通信实例来学习并发进程之间进行的通信实例来学习并发进程之间进行的通信实例来学习并发程序设计的方法程序设计的方法程序设计的方法程序设计的方法通过通过通过通过L

46、inuxLinux进程通信的程序设计与实现，进一步熟进程通信的程序设计与实现，进一步熟进程通信的程序设计与实现，进一步熟进程通信的程序设计与实现，进一步熟悉操作系统的进程概念，理解悉操作系统的进程概念，理解悉操作系统的进程概念，理解悉操作系统的进程概念，理解LinuxLinux进程管理概念进程管理概念进程管理概念进程管理概念通过阅读和分析通过阅读和分析通过阅读和分析通过阅读和分析LinuxLinux实验程序，学习实验程序，学习实验程序，学习实验程序，学习LinuxLinux程序设程序设程序设程序设计、调试和运行的方法计、调试和运行的方法计、调试和运行的方法计、调试和运行的方法实验目的实验目的在

47、开始本实验之前，请回忆教科书的相关内容在开始本实验之前，请回忆教科书的相关内容在开始本实验之前，请回忆教科书的相关内容在开始本实验之前，请回忆教科书的相关内容需要准备一台运行需要准备一台运行需要准备一台运行需要准备一台运行LinuxLinux操作系统的计算机操作系统的计算机操作系统的计算机操作系统的计算机工具工具/准备工作准备工作并发程序的设计关键是使用创立进程的系统调用，并发程序的设计关键是使用创立进程的系统调用，并发程序的设计关键是使用创立进程的系统调用，并发程序的设计关键是使用创立进程的系统调用，使一个程序运行时可以生成几个同时运行的程序，使一个程序运行时可以生成几个同时运行的程序，使一

48、个程序运行时可以生成几个同时运行的程序，使一个程序运行时可以生成几个同时运行的程序，如果程序中没有创立进程的动作那么为顺序程序设如果程序中没有创立进程的动作那么为顺序程序设如果程序中没有创立进程的动作那么为顺序程序设如果程序中没有创立进程的动作那么为顺序程序设计计计计本实验中的并发程序例子完成两个程序本实验中的并发程序例子完成两个程序本实验中的并发程序例子完成两个程序本实验中的并发程序例子完成两个程序childchild和和和和fatherfather之间的数据传递工作，具体做法分为四步之间的数据传递工作，具体做法分为四步之间的数据传递工作，具体做法分为四步之间的数据传递工作，具体做法分为四步编制并发程序编制并发程序编制并发程序编制并发程序编制编制编制编制“管道写程序作为父进程的一局部工作管道写程序作为父进程的一局部工作管道写程序作为父进程的一局部工作管道写程序作为父进程的一局部工作编制编制编制编制“管道读程序作为子进程的一局部工作管道读程序作为子进程的一局部工作管道读程序作为子进程的一局部工作管道读程序作为子进程的一局部工作编译编译编译编译运行运行运行运行实验内容与步骤实验内容与步骤