Работа с процессами - презентация

Работа с процессами ● Способы создания процессов ● Передача информации при запуске файла на исполнение – аргументы командной строки – переменные окружения ● Создание и завершение процессов в ОС Windows – функции CRT – функции WinAPI ● Создание и завершение процессов, запуск исполняемых файлов в ОС Unix1
Способы создания новых процессов ● Новый процесс может создаваться двумя способами: – запуск на исполнение файла (ОС Windows) — этот способ прост для программиста, но лишает его некоторых возможностей; – создание копии существующего процесса (OC Unix) — сложнее, однако шире возможности передачи информации дочернему процессу. В этом случае запуск файла на исполнение выполняется отдельной командой.
2
Передача параметров при запуске файла на исполнение ● Часто при запуске файла, выполняющего какие- либо действия, необходимо передать ему параметры этих действий. ● Например архиватору требуется знать команду (упаковать или распаковать?) и файлы для обработки. ● Автоматическая передача этих параметров позволяет избежать дублирования их ввода пользователем (этим пользуются например, программы типа Total Commander, вызывая архиваторы для выбранных пользователем файлов)3
Аргументы командной строки
● Аргументы командной строки это строки, записываемые через пробел после имени файла при запуске его из командной строки. ● Аргументы разделяются между собой пробелами. Если один аргумент должен содержать внутри пробелы (или другие специальные символы), его следует взять в двойные кавычки. ● Первым аргументом считается имя запускаемого файла.
4
Задание
● Программа unzip при запуске получает следующие аргументы командной строки (кроме имени файла): – имя архива для распаковки; – путь, по которому следует вести распаковку. ● Вызовите программу unzip для распаковки файла archive.zip, поместив результат в каталог C:Program FilesIncoming
5
Аргументы командной строки
unzip archive.zip "C:Program FilesIncoming"
6
Получение аргументов командной строки ● Программа на языке С/С++ получает аргументы командной строки как аргументы функции main: – int – код завершения процесса ● main( – int argc – количество аргументов командной строки, – char *argv[] - массив аргументов командной строки )7
Задание
Напишите программу, распечатывающую на экран все аргументы командной строки (каждый аргумент выводится на отдельной строке)
8
Работа с аргументами командной строки int main(int argc, char *argv[]) { int i; for(i=0;i<argc;i++) { printf("%s
",argv[i]); } return 0; }
9
Переменные окружения ● Переменные окружения (environment variables) — это набор строк типа <имя>=<значение>, которые описывают среду, в которой работает программа. ● В командной строке с переменными окружения работает команда set: – без аргументов она показывает все переменные окружения и их значения – set <имя> - показывает значение конкретной переменной – set <имя>=<значение> - изменяет значение переменной 10
Переменные окружения из программы ● Программа может получить массив переменных окружения в качестве третьего аргумента функции main, однако работать с ним неудобно — массив содержит строки типа <имя>=<значение>. ● Для работы с переменными окружения обычно используют функции CRT getenv и _putenv.
11
Функции работы с переменными окружения – char * - значение переменной ● getenv( – const char * - имя переменной ) – int — 0 при успешном завершении ● _putenv( – const char * - строка типа <имя>=<значение> )
12
Работа с переменными окружения
● Функция _putenv меняет копию значения переменной, доступную программе. Она не изменяет «внешнего» значения переменной окружения. Однако измененное значение может быть унаследовано дочерним процессом. ● При запуске на исполнение файла вы можете дать новому файлу унаследовать текущие значения переменных окружения, или задать для него полностью новый блок переменных окружения.
13
Задание
● Напишите программу, распечатывающую на экран стандартные пути для поиска файлов, выводя каждый путь в отдельной строке. ● Стандартные пути для поиска файлов содержаться в переменной окружения PATH, разделяемые точкой с запятой.
14
Работа с переменными окружения
int main(int argc, char *argv[]){ char path[500]; strcpy(path,getenv("PATH")); for(i=0;i<strlen(path);i++){ if(path[i]==;) path[i]=
; } puts(path); return 0; }
15
Создание процессов в ОС Windows CRT ● Для создание нового процесса с запуском исполняемого файла в C Run-time Library ОС Windows используется семейство функций _spawn. ● Все функции этого семейства начинаются со слова _spawn и содержат дополнительные буквы, указывающие особенности их работы. ● Функция может содержать от одной до трех букв: _spawnl или _spawnvpe.
16
Базовые параметры функции _spawn ● Каждая из функций семейства _spawn имеет два обязательных аргумента: – int — режим запуска: ● _P_WAIT — функция возвращается только после завершения созданного процесса; ● _P_NOWAIT — создаваемый процесс выполняется параллельно с текущим; ● _P_DETACH — создаваемый процесс выполняется параллельно, он лишен доступа к консоли порождающего процесса. – const char * - имя файла (возможно с путем) для исполнения. ● Другие параметры зависят от вида функции.17
Семейство функций _spawn
● Дополнительные буквы (в порядке указания): – l (List) — аргументы командной строки передаются списком строк, через запятую, признаком конца служит нулевой указатель (несовместима с v, однако одну из этих букв указывать обязательно) – v (Var) — аргументы командной строки передаются массивом строк, который должен завершаться нулевым указателем (обычно применяется если количество аргументов не фиксировано)
18
Семейство функций _spawn
● Дополнительные буквы (в порядке указания): – p (Path) — если имя файла указано без пути и он отсутствует в текущем каталоге, то функция с буквой p будет искать его по путям, заданным в переменной окружения PATH – e (Environment) — последним аргументом программы является массив строк (указателей на символ), задающий блок переменных окружения для дочернего процесса, массив должен завершаться нулевым указателем
19
Задание
Запустите файл unzip.exe c параметрами командной строки archive.zip и C:Incoming, с поиском исполняемого файла по путям, заданным в переменной окружения PATH, сохраняя текущие значения переменных окружения. Программа должна продолжить работу только по окончанию распаковки.
20
Семейство функций _spawn
_spawnlp(_P_WAIT,"unzip.exe", "unzip.exe","C:\Incoming",NULL); //или char argv[3][40]= {"unzip.exe","C:\Incoming", NULL}; _spawnvp(_P_WAIT, "unzip.exe",argv);
21
Функции, вызываемые при завершении процесса ● С помощью функции atexit можно зарегистрировать функции, которые будут вызываться при нормальном завершении процесса. ● Регистрируемые функции не получают параметров и не возвращают значений ● Каждый вызов atexit регистрирует одну функцию. Если зарегистрировано несколько функций, то они выполняются в порядке, обратном порядку регистрации.
22
Функции, вызываемые при завершении процесса
– int — 0 при успешном завершении ● atexit( – void (__cdecl *func )( void ) - имя функции для регистрации )
23
Завершение процесса в CRT
● Завершение процесса в CRT происходит при следующих условиях: – завершилась функция main (если эта функция имеет тип int, то кодом завершения процесса является возвращаемое ее значение, если void — то 0, общепринятый признак нормального завершения процесса); – выполнилась функция exit (_exit), код завершения является единственным параметром функции; – произошла невосстановимая ошибка в программе, либо пользователь прервал процесс.(например нажатием Ctrl-C в его консоли).24
Завершение процесса в CRT
● Функции завершения процесса: ● void exit( – int — код завершения процесса ) ● Функция _exit аналогична exit, но она вызывает экстренный выход из программы, без записи информации из буфера в файл и вызова функций, зарегистрированных atexit
25
Создание процесса в Windows API
● Создание процессов в Win32 API происходит с помощью функции CreateProcess – BOOL — 0 при ошибке, ненулевое значение при успехе ● CreateProcess( – LPCTSTR — путь (с именем) к файлу для запуска, может быть NULL, – LPTSTR — аргументы командной строки, может быть NULL, – LPSECURITY_ATTRIBUTES — атрибуты безопасности процесса, обычно NULL26
Создание процесса в Windows API
– LPSECURITY_ATTRIBUTES — атрибуты безопасности потока, обычно NULL, – BOOL — наследовать ли дескрипторы; дескрипторы должны быть созданы как наследуемые чтобы наследование состоялось, – DWORD — флаги: ● CREATE_NEW_CONSOLE — новый процесс получает отдельную консоль, а не наследует родительскую, ● DETACHED_PROCESS — новый процесс запускается без консоли – LPVOID — указатель на массив со строками переменных окружения, массив заканчивается двойным нулем, может быть NULL27
Создание процесса в Windows API
– LPCTSTR — текущий каталог для создаваемого процесса, может быть NULL – LPSTARTUPINFO — указатель на структуру, содержащую данные о начальном размере окна запускаемого приложения и т.д., – LPPROCESS_INFORMATION — указатель на структуру, куда будут записаны данные о созданном процессе — например его дескриптор )
28
Завершение работы процесса в WinAPI – void ● ExitProcess( – UINT — код завершения ) – BOOL — 0 при неудаче ● TerminateProcess( – HANDLE — дескриптор процесса, – UINT — код завершения )
29
Дескрипторы процессов в ОС Windows ● Дескриптор (HANDLE) — это переменная, указывающая на открытый процессом объект (файл, другой процесс и т.д.) ● При запуске дочернего процесса родительский получает дескриптор на него через структуру PROCESS_INFORMATION. ● Дескриптор может быть использован для управления процессом, а также для запроса статистической информации о нем (код завершения, время работы и т.д.)
30
Дескрипторы процессов в ОС Windows ● Процесс продолжает существовать после своего завершения, хотя большинство ресурсов его (память, открытые файлы) освобождается. ● Это требуется для того, чтобы можно было узнать код завершения и другую информацию о работе процесса. ● Эта информация удаляется, когда закрывается последний дескриптор, указывающий на этот процесс.
31
Идентификаторы процессов в ОС Unix ● В ОС Unix каждый процесс характеризуется идентификатором, уникальным в пределах системы. ● Этот идентификатор имеет тип pid_t, который является производным от одного из целых чисел. ● Процесс может узнать у системы два идентификатора: – pid_t getpid(void) — возвращает идентификатор текущего процесса; – pid_t getppid(void) — возвращает идентификатор родительского процесса32
Создание процесса в ОС Unix
● Создание процесса в ОС Unix осуществляется функцией fork. ● Функция fork создает копию текущего процесса и при успешном выполнении возвращается дважды: в родительский и дочерний процессы. ● Определить то, в каком процессе вы находитесь, можно анализируя значение, возвращаемое fork.
33
Создание процесса в ОС Unix
– pid_t — возвращается следующим образом: ● -1 при ошибке (невозможно создать новый процесс) ● 0 — возвращается в процесс-ребенок ● положительное значение — идентификатор процесса- ребенка — возвращается в родительский процесс ● fork(void)
34
Запуск файла на исполнение
● Запуск файла на исполнение в ОС Unix осуществляется с использованием функций семейства exec. ● Функции семейства exec имеют добавочные буквы, аналогичные функциям семейства _spawn, их параметры аналогичны за исключением того, что первый параметр (режим) отсутствует. ● Функция семейства exec не возвращается в существующий процесс, она уничтожает его содержимое и заменяет на запускаемую программу. 35
Наследование параметров при порождении процесса и запуске файла ● При выполнении exec процесс сохраняется, меняется лишь выполняемая программа, поэтому следующие параметры остаются неизменными: – идентификаторы процесса и родительского процесса; – идентификаторы группы и сеанса; – идентификаторы пользователя и группы пользователей; – рабочий каталог; – файловые дескрипторы открытых файлов.36
Задание
● Создайте новый процесс и запустите в нем на исполнение файл child с параметрами командной строки Carl Philip, и единственной переменной окружения SURNAME со значением Bach. Поиск по путям не производить. ● После запуска дочернего процесса родительский должен вывести сообщение Im still there! ● При невозможно создать дочерний процесс в поток ошибок выводится сообщение Fork failed.
37
Создание процесса и запуск файла на исполнение
pid_t pid = fork(); if(pid == -1){ printf("Fork failed:"); } else if (pid == 0){ char *env[50]= {"SURNAME=Bach",NULL}; execle("child","child","Carl", "Philip",NULL,env); } else { printf("Im still there!
"); }38
Идентификаторы процессов
● ОС Unix не содержит дескрипторов процессов, данные о завершении работы процесса запрашиваются через идентификатор. ● В отличие от дескриптора, идентификатор не открывается и не может быть закрыт. ● Данные о процессе удаляются, когда завершается породивший его процесс, либо они запрошены через функцию wait или waitpid ● Завершившийся процесс, который еще не удален, называется в ОС Unix зомби-процессом