Windows进程管理
一、实验目的
1、学会使用VC编写基本的Win32 Consol Application（控制台应用程序）；
2、通过创建进程、观察正在运行的进程和终止进程的程序设计和调试操作，进一步熟悉操作系统的进程概念，理解 Windows 进程的“一生”；
3、通过阅读和分析实验程序，学习创建进程、观察进程、终止进程以及父子进程同步的基本程序设计方法。
二、实验内容
1、 实验原理
使用控制台应用程序；创建子进程并多次启动，打印显示它的系统进程ID和进程列表中的位置；利用互斥体来同步进程之间的工作，使其共享信息并执行任务。
2、运用的理论知识及算法
实验代码包括但不限于CreateProcess()、CreateMutex()、OpenMutex()、ReleaseMutex()、WaitForSingleObject()等。
3、程序流程图
4、步骤和方法
（1）任务一：编写基本的 Win32 Consol Application
①在Visual Studio 2019中创建一个名为“Windows进程管理”的工程并创建一个cpp源文件，按要求编写程序；
②进入debug子目录，执行编译好的可执行程序，列出运行结果。
（2）任务二：创建进程
①在Visual Studio 2019中创建名为“Win32 Consol Application”的工程及对应cpp源文件；
②运行可执行文件，列出运行结果并开启windows的任务管理器，记录进程相关行为属性；
③修改当前实验代码，将nClone的定义和初始化方法按题目给出的修改方法进行修改，并重新编译成可执行文件，重复上一步操作并列出行结果。
（3）任务三：父子进程的简单通信及终止进程
①在Visual Studio 2019中创建一个名为“Windows进程管理”的工程并创建一个cpp源文件；
②根据题目要求完成代码编写并运行当前程序，列出输出结果；
③修改当前实验代码，根据题目给出的提示将代码中字符串child改为别的字符串，重新编译执行，列出运行结果；
④修改当前实验代码，根据题目给出的提示将WaitForSingleObject函数的参数修改，重新编译执行，列出运行结果。
5、关键代码
（1）任务一：编写基本的 Win32 Consol Application
std::cout << "Hello, Win32 Consol Application" << std::endl;
（2）任务二：创建进程
① 修改前：
int nClone = 0;
if (argc > 1) ::sscanf(argv[1], "%d", &nClone);② 第一次修改：
int nClone;
nClone = 0;
if (argc > 1) ::sscanf(argv[1], "%d", &nClone);③ 第二次修改：
int nClone;
if (argc > 1) ::sscanf(argv[1], "%d", &nClone)
nClone = 0;（3）任务三：父子进程的简单通信及终止进程
① 修改前：
if (argc > 1 && :: strcmp(argv[1], "child" ) == 0)Child();
elseParent();
return 0;② 第一次修改：
TCHAR szFilename[MAX_PATH];
GetModuleFileName(NULL, szFilename, MAX_PATH);
TCHAR szCmdLine[MAX_PATH];
sprintf(szCmdLine, "\"%s\" 67X", szFilename);
STARTUPINFO si;
ZeroMemory(&si,sizeof(si));
si.cb = sizeof(si);
PROCESS_INFORMATION pi;③ 第二次修改：
if (hMutexSuicide != NULL){std :: cout <<"Child waiting for suicide instructions. " << std :: endl;WaitForSingleObject(hMutexSuicide, 0);std :: cout << "Child quiting." << std :: endl;CloseHandle(hMutexSuicide);
}三、实验结果与分析
1、任务一：编写基本的 Win32 Consol Application
2、任务二：创建进程
（1）修改前
分析：生成子进程的过程是父进程生成一个子进程，然后子进程再“克隆”自己生成一个子进程，直到到达代码中规定const int c_nCloneMax = 5为止。
GetModuleFileName(NULL,szFilename,MAX_PATH) ;
TCHAR szCmdLine[MAX_PATH];
sprintf(szCmdLine,"\"%s\"%d",szFilename,nCloneID);当父进程生成子进程时，会给子进程传递参数，传参的内容就是szCmdLine字符串，比如主进程会向子进程传递2个参数，第一个参数是szFilename（从主进程信息中获取），第二个参数是nClone，用来控制生成的克隆数量。
（2）第一次修改
分析：在if语句之前将nClone的量置为0，但在之后判断参数数量时，如果传进来的参数大于1，会把传进来的第二个参数赋值给nClone，也就说子进程的nClone最后的值是它的父进程传进来的值，第一次修改的nClone=0就会被sscanf()覆盖掉，因此结果与修改前没有区别。
（3）第二次修改
分析：if判断中将父进程传进来的参数赋值给nClone，然后将nClone的量置为0，这样将会覆盖掉if中的赋值，所以nClone的最终值是0，因此nClone < c_nCloneMax恒成立，则无限生成子进程，同时子进程的nClone参数永远是1。
（4）问题解决
说明nClone的作用。变量定义和初始化方法（位置）对程序的执行结果有影响吗？为什么？
① nClone的作用：控制ID的起始值和创建的进程数量；
② 有影响；变量初始化的位置会影响nClone的取值，从而使最后创建进程的数目也随之发生变化。
3、任务三：父子进程的简单通信及终止进程
（1）修改前
（2）第一次修改
分析：修改字符串“child”后，传入main函数的参数将发生变化，在if判断语句中不再执行Child函数而转去执行Parent函数，而Parent函数不会进入阻塞，只指示子进程“杀”掉自身并等待键盘响应，因此程序会不断创建新的进程而无法停止。
（3）第二次修改
分析：WaitForSingleObject()函数的第二个参数dwMilliseconds有两个具有特殊意义的值：0和INFINITE：若为0，则该函数立即返回；若为INFINITE，则线程一直被挂起，直到hHandle所指向的对象变为有信号状态时为止。具体表现则为子进程不出现，只有主进程。
（4）问题解决
通过参考MSDN中的帮助文件，查找并了解CreateMutex()、OpenMutex()、ReleaseMutex()和WaitForSingleObject()的使用方法，理解父子进程如何利用互斥体进行同步的。给出父子进程同步过程的一个大概描述。
父进程调用CreateMutex()创建“自杀”互斥体，最后释放互斥体所有权。子进程通过OpenMutex（）打开互斥体获得句柄，调用WaitForSingleObject(hMutexSuicide, INFINITE)等待对象信号，如果dwMilliseconds为INFINITE，说明要等待对象触发产生信号后，函数才会返回。最后终止时由CloseHandle(hMutexSuicide)消除句柄。
四、小结与心得体会
通过对Windows进程管理实验的学习，首先了解了CreateProcess()函数的基本用法，同时通过演示实验也理解了控制台程序传参的过程。在第二个任务中通过对nClone进行不同的初始化，运行结果也产生了变化，进一步了解了父子进程之间传递参数的过程。最后通过第三个任务了解互斥程序体的概念和使用方法，以及如何用WaitForSingleObject()和ReleaseMutex()实现进程的互斥操作。