【操作系统】线程与进程的操作（C#）

08年9月入学，12年7月毕业，结束了我在软件学院愉快丰富的大学生活。此系列是对四年专业课程学习的回顾，索引参见：http://blog.csdn.net/xiaowei_cqu/article/details/7747205

线程与进程

通过查阅MSDN中C#关于Process类和Thread类的内容设计如下要求的一段程序：

在程序中打开两个后台线程（background=false），分别控制两个Process类，用这两个类分别循环打开和关闭相应进程，并在前台面板中记录相应的信息

比如：打开两个后台线程A和B，在A线程中实例化一个Process类Pa，在B线程中实例化一个Process类Pb。然后两个线程同时进入循环分别做如下操作：

用Pa打开记事本程序，并记录记事本进程的所有可显示信息，然后关闭并记录信息，再打开记事本程序，并记录记事本进程的所有可显示信息，然后关闭并记录信息。。。。。。。。。。（做成死循环）记录你所控制的进程的创建，运行，结束时的全部时间及PCB信息

用Pb打开计算器程序，并记录记事本进程的所有可显示信息，然后关闭并记录信息，再打开记事本程序，并记录记事本进程的所有可显示信息，然后关闭并记录信息。。。。。。。。。。（做成死循环）记录你所控制的进程的创建，运行，结束时的全部时间及PCB信息

附：前台窗体名称为你的姓名与学号，所控制的程序不局限为记事本和计算器，在完成基本内容的基础上对程序作出功能修改的可加分

【实验步骤】

1.查阅MSDN中C#关于Process类和Thread类

MSDN中有Process类详尽的解释及属性方法介绍，并有实例（Thread相对简陋些），此处不再赘述。

Process组件提供了对运行在计算机上进程的访问。

进程是一个运行的应用程序，或者说是一个容器，应用程序运行后，就相当于将应用程序装进容器（还可以装载变量数据，引用的DLL文件等）。线程是操作系统向进程分配处理器时间的基本单位。线程可执行进程的任何代码，包括当前由另一线程执行的部分。如启动、停止、监视应用程序等。

2.创建后台线程A, 实例化一个Process类Pa，循环打开关闭记事本，并记录信息

Thread A;
A = new Thread(new ThreadStart(exeNotepad));
            A.IsBackground = true; 
            A.Start();

//声明一个委托，用以解决控件绑定到特定线程抛出的InvalidOperationException异常
delegate void setRtbHandler(string s);
private void setRtb(string s)
{
  tabPage2.Controls[0].Text += s;
}


/// <summary>
///循环打开、关闭记事本程序的进程¬
/// </summary>
private void exeNotepad()
{
  Process Pa;
  try
  {
    int i = 1;
    while (true)
    {
       /打开并关闭记事本程序
       Pa = Process.Start("Notepad");
        //
       sA= "第" + i + "次打开记事本程序" + "\n";
       sA= printProcessInfo(Pa) + "\n" + "\n";
         //这里试图直接显示在richTextBox上，但总是抛异常
//Cross-thread operation not valid: Control 'richTextBox1' accessed from a thread //other than the thread it was
//解决方案是使用委托  
        if (this.richTextBox1.InvokeRequired)
        {
           setRtbHandler cal = delegate(string s) { tabPage2.Controls[0].Text += sA; };
           this.Invoke(cal, new object[] { sA });
           //this.Invoke(new settexthandler(settext), new object[] { c.S });
        }
         else
        {
           this.tabPage2.Controls[0].Text += sA;
        } 
                    
        Pa.Kill();
                    
        //停顿半秒
        System.Threading.Thread.Sleep(1000);
         i++;
       }
    }
    catch(Exception ex)
    {
      MessageBox.Show(ex.Message);
    }

}

3.得到进程相应信息的函数

/// <summary>
///显示进程相关信息的函数
/// 函数中每条信息的显示都放在try catch语句中 
/// 虽然比较冗余，但提高交互性及显示的规范性        
/// </summary>
/// <param name="process"></param>
/// <returns></returns>
private string printProcessInfo(Process process)
{
  string str="";
  str += "进程号：";
  try{str += process.Id.ToString() + "\n";}
  catch(Exception ex) {str = str + ex.Message + "\n"; }
            
  str += "进程名称：";
  try{str += process.ProcessName.ToString() + "\n";}
  catch (Exception ex) {str = str + ex.Message + "\n";}

  str += "启动时间：";
  try{str += process.StartTime.ToString() + "\n";}
  catch (Exception ex) {str = str + ex.Message + "\n"; }

  str += "退出时间：";
  try{str += process.ExitTime.ToString() + "\n";
     str += "运行时间：" + (process.ExitTime - process.StartTime).ToString() + "\n";}
   catch (Exception ex) {str = str + ex.Message + "\n";
         str += "运行时间：" + (DateTime.Now - process.StartTime).ToString() + "\n";}

   str += "进程的主模块：";
   try{str += process.MainModule.ToString() + "\n";}
    catch (Exception ex) {str = str + ex.Message + "\n"; }

   str += "进程的主窗口标题：";
   try{str += process.MainWindowTitle.ToString() + "\n";}
   catch (Exception ex) {str = str + ex.Message + "\n";}

   str += "进程的加载模块：";
   try{str += process.Modules.ToString() + "\n";}
   catch (Exception ex) {str = str + ex.Message + "\n";}

   str += "进程的专用内存大小：";
   try{str += Convert.ToString(process.PrivateMemorySize / 1024) + "K" + "\n";}
   catch (Exception ex) {str = str + ex.Message+ "\n";}

   str += "进程的虚拟内存大小：";
   try{str += Convert.ToString(process.PeakVirtualMemorySize64 / 1024) + "K" + "\n";}
   catch (Exception ex) {str = str + ex.Message + "\n";}

   str += "为进程分配的分页内存量："; 
   try{str += Convert.ToString(process.PagedMemorySize64 / 1024) + "K" + "\n";}
   catch (Exception ex) {str = str + ex.Message + "\n";}

   str += "分页的系统内存大小："; 
   try{str += Convert.ToString(process.PagedSystemMemorySize64 / 1024) + "K" + "\n";}
   catch (Exception ex) {str = str + ex.Message + "\n";}

   str += "进程的虚拟内存分页文件最大内存量：";
   try{str += Convert.ToString(process.PeakPagedMemorySize64 / 1024) + "K" + "\n"; }
   catch (Exception ex) {str = str + ex.Message + "\n";}

    str += "进程的允许的最大工作集大小："; 
    try{str += process.MaxWorkingSet.ToString() + "\n";}
    catch (Exception ex) {str = str + ex.Message + "\n";}

    str += "进程的允许的最小工作集大小："; 
    try{str += process.MinWorkingSet.ToString() + "\n";}
    catch (Exception ex) {str = str + ex.Message + "\n";}

    str += "进程的物理内存使用情况："; 
    try{str += Convert.ToString(process.WorkingSet / 1024) + "K" + "\n";}
    catch (Exception ex) {str = str + ex.Message + "\n";}

     str += "进程的基本优先级：";
     try{str += process.BasePriority.ToString() + "\n";}
     catch (Exception ex) {str = str + ex.Message + "\n";}

     str += "进程的总体优先级类别：";
     try{str += process.PriorityClass.ToString() + "\n";}
     catch (Exception ex) {str = str + ex.Message + "\n";}

     str += "进程的特权处理器时间：";
     try{str += process.PrivilegedProcessorTime.ToString() + "\n";}
     catch (Exception ex) {str = str + ex.Message + "\n";}
            
return str;
}

4.同样的方式创建线程B并实例化Process类Pb

5.附加功能：任务管理器模拟

private void getProcessInfo()
        {
            listView1.View = View.Details;
            listView1.Columns.Add("映像名称");
            listView1.Columns[0].Width = 150;
            listView1.Columns.Add("进程ID");
            listView1.Columns.Add("线程数");
            listView1.Columns.Add("优先级");
            listView1.Columns.Add("物理内存");
            listView1.Columns.Add("虚拟内存");
            try
            {
                listView1.Items.Clear();
                Process[] allProcess = Process.GetProcesses();
                string[] proInfo = new string[6];
                foreach(Process p in allProcess)
                {
                    proInfo[0] = p.ProcessName;
                    proInfo[1] = p.Id.ToString();
                    proInfo[2] = p.Threads.Count.ToString();
                    proInfo[3] = p.BasePriority.ToString();
                    proInfo[4] = Convert.ToString(p.WorkingSet / 1024) + "K";
                    proInfo[5] = Convert.ToString(p.VirtualMemorySize / 1024) + "K";
                    ListViewItem lvi = new ListViewItem(proInfo,"process");

                    listView1.Items.Add(lvi);
                }
            }
            catch(Exception ex)
            {
                MessageBox.Show(ex.Message);
            }
        }	

附加功能：保存记录信息

private void 保存ToolStripMenuItem_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                SaveFileDialog saveDlg = new SaveFileDialog();
                saveDlg.Title = "保存为：";
                saveDlg.OverwritePrompt = true;
                saveDlg.Filter = "Text文件(*.txt)|*.txt";
                saveDlg.ShowHelp = true;
                if (saveDlg.ShowDialog() == DialogResult.OK)
                {
                     string filename=saveDlg.FileName;
                     using (StreamWriter sw = new StreamWriter(filename))
                     {
                         sw.Write(this.tabPage2.Controls[0].Text);
                     }
                }   
           }
            catch(Exception ex)
            {
                MessageBox.Show(ex.Message);
            }
            
        }

【实验截图】

整体截图

任务管理器截图

【结果分析】

实验通过使用C#中Process和Thread类尝试了一些进程线程的基本操作。对线程和进程的概念有了更具体的了解

2.同时感觉C#中将Process和Thread类都封装的比较全面，很方便就可以做很多有用的处理。比如原来还以为会“很底层”的任务管理器的“山寨版”效果，用一个Process.GetProcesses()也就出来了。另外索性尝试了通过WMI技术进行系统管理及优化方面的编程，发现也很简单。（鉴于有点跑题，报告中不多说了）

3.自己多线程编程的经验并不多，实验中委托的使用也是第一次尝试。另外深刻意识到了异常处理的重要性，运行中时不时抛个异常出来，实在是让人感觉很恼火的事儿。

4.感觉还有许多操作没有仔细尝试，如中断线程Interrupt()阻止Join()，现在对基本的操作有个了大致的了解，等日后需要的时候再仔细研究吧。

转载请注明出处：http://blog.csdn.net/xiaowei_cqu/article/details/7041212

程序源码及实验报告下载：http://download.csdn.net/detail/xiaowei_cqu/3880877