Пример: простое управление задачами. ГЛАВА 6. Управление процессами. Системное программирование в среде Windows.

Системное программирование в среде Windows.

Пример: простое управление задачами.

Оболочки UNIX предоставляют команды, позволяющие выполнять процессы в фоновом режиме и получать их текущее состояние. В этом разделе разрабатывается простой "процессор задач" ("job shell") с аналогичным набором команд, перечень которых приводится ниже.

• jobbg — использует остальную часть командной строки в качестве командной строки для нового процесса, или задачи (job), однако возврат из команды осуществляется немедленно, без ожидания завершения нового процесса. По желанию пользователя новый процесс может либо получить собственную консоль, либо выполняться как отсоединенный (detached) процесс, то есть как процесс, связь с которым не поддерживается. Этот подход аналогичен запуску команд UNIX с указанием опции & в конце команды.

• jobs — выводит список текущих активных задач, снабжая каждую из задач порядковым номером и идентификатором процесса. Эта команда аналогична одноименной команде UNIX.

• kill — прекращает выполнение задачи. В данной реализации используется функция TerminateProcess, которая, как ранее уже отмечалось, не обеспечивает корректного завершения задачи, сопровождающегося "уборкой мусора". Доступна также опция, позволяющая передавать управляющие сигналы консоли.

Создать дополнительные команды, позволяющие приостанавливать существующие задачи или переводить их в фоновый режим, вам будет несложно.

Поскольку выполнение оболочки, которая поддерживает список задач, может быть прекращено, она использует специфический для каждого пользователя разделяемый файл, в котором содержатся идентификаторы процессов, команды и другая необходимая информация. Благодаря этому перезапуск оболочки никак не отразится на списке задач. В одном из упражнений вам предлагается применять для хранения этой информации не временный файл, а реестр.

Реализация программы наталкивается на определенные проблемы, связанные с параллельным выполнением задач. Некоторые процессы, запущенные из командных строк различных оболочек, могут одновременно пытаться управлять задачами. Чтобы справиться с этим, функции управления задачами используют блокировки (глава 3) в файле списка задач, в результате чего пользователь может активизировать управление задачами из различных оболочек или процессов.

В полном варианте программы, находящемся на Web-сайте книги, содержится ряд дополнительных возможностей, не представленных в приводимых листингах, например, возможность получения входных данных для командной строки из файла. Программа JobDhell послужит основой для создания более общего "процессора служб" ("service processor") в главе 13 (программа 13.3). Службы NT являются фоновыми процессами, обычно — серверами, управление которыми осуществляется командами запуска, остановки, приостановки, а также другими командами.

Создание фоновых задач.

Программа 6.3 реализует процессор задач, в котором пользователю предлагается ввести одну из трех возможных команд для их дальнейшего выполнения программой. В этой программе используется набор функций управления задачами, представленный программами 6.4, 6.5 и 6.6.

Программа 6.3. JobShell: создание, вывод списка и прекращение выполнения фоновых задач

/* Глава 6. */

/* JobShell.с – команды управления задачами:

jobbg — Выполнить задачу в фоновом режиме.

jobs — Вывести список всех фоновых задач.

kill — Прекратить выполнение указанной задачи из семейства задач.

Существует опция, позволяющая генерировать управляющие сигналы консоли. */

#include "EvryThng.h".

#include "JobMgt.h".

Int _tmain(int argc, LPTSTR argv[]) {

BOOL Exit = FALSE;

TCHAR Command[MAX_COMMAND_LINE + 10], *pc;

DWORD i, LocArgc; /* Локальный параметр argc. */

TCHAR argstr[MAX_ARG][MAX_COMMAND_LINE];

LPTSTR pArgs[MAX_ARG];

for (i = 0; i < MAX_ARG; i++) pArgs[i] = argstr[i];

/* Вывести подсказку пользователю, считать команду и выполнить ее. */

_tprintf(_Т("Управление задачами Windows\n"));

while (!Exit) {

_tprintf(_T("%s"), _T("JM$"));

_fgetts(Command, MAX_COMMAND_LINE, stdin);

pc = strchr(Command, '\n');

*pc = '\0';

/* Выполнить синтаксический разбор входных данных с целью получения командной строки для новой задачи. */

GetArgs(Command, &LocArgc, pArgs); /* См. Приложение А. */

CharLower(argstr[0]);

if(_tcscmp(argstr[0], _T("jobbg")) == 0) {

Jobbg(LocArgc, pArgs, Command);

} else if(_tcscmp(argstr[0], _T("jobs")) == 0) {

Jobs(LocArgc, pArgs, Command);

} else if(_tcscmp(argstr[0], _T("kill")) == 0) {

Kill(LocArgc, pArgs, Command);

} else if(_tcscmp(argstr[0], _T("quit")) == 0) {

Exit = TRUE;

} else _tprintf(_T("Такой команды не существует. Повторите ввод\n"));

}

return 0;

}

/* jobbg [параметры] командная строка [Параметры являются взаимоисключающими].

–с: Предоставить консоль новому процессу.

-d: Отсоединить новый процесс без предоставления ему консоли.

Если параметры не заданы, процесс разделяет консоль с jobbg. */

Int Jobbg(int argc, LPTSTR argv[], LPTSTR Command) {

DWORD fCreate;

LONG JobNo;

BOOL Flags[2];

STARTUPINFO Startup;

PROCESS_INFORMATION ProcessInfo;

LPTSTR targv = SkipArg(Command);

GetStartupInfo(&StartUp);

Options(argc, argv, _T("cd"), &Flags[0], &Flags[1], NULL);

/* Пропустить также поле параметра, если он присутствует. */

if (argv[1][0] == '-') targv = SkipArg(targv);

fCreate = Flags[0] ? CREATE_NEW_CONSOLE : Flags [1] ? DETACHED_PROCESS : 0;

/* Создать приостановленную задачу/поток. Возобновить выполнение после ввода номера задачи. */

CreateProcess(NULL, targv, NULL, NULL, TRUE, fCreate | CREATE_SUSPENDED | CREATE_NEW_PROCESS_GROUP, NULL, NULL, &StartUp, &ProcessInfo);

/* Создать номер задачи и ввести ID и дескриптор процесса в "базу данных" задачи. */

JobNo = GetJobNumber(&ProcessInfo, targv); /* См. "JobMgt.h" */

if (JobNo >= 0) ResumeThread(ProcessInfo.hThread);

else {

TerminateProcess(ProcessInfo.hProcess, 3);

CloseHandle(ProcessInfo.hProcess);

ReportError(_T("Ошибка: Не хватает места в списке задач."), 0, FALSE);

return 5;

}

CloseHandle(ProcessInfo.hThread);

CloseHandle(ProcessInfo.hProcess);

_tprintf(_T(" [%d] %d\n"), JobNo, ProcessInfo.dwProcessId);

return 0;

}

/* jobs: вывод списка всех выполняющихся и остановленных задач. */

Int Jobs(int argc, LPTSTR argv[], LPTSTR Command) {

if (!DisplayJobs ()) return 1; /*См. описание функций управления задачами*/

return 0;

}

/* kill [параметры] Номер задачи (JobNumber).

–b: Генерировать Ctrl-Break.

–с: Генерировать Ctrl-C.

В противном случае прекратить выполнение процесса. */

Int Kill(int argc, LPTSTR argv[], LPTSTR Command) {

DWORD ProcessId, JobNumber, iJobNo;

HANDLE hProcess;

BOOL CntrlC, CntrlB, Killed;

iJobNo = Options(argc, argv, _T("bc"), &CntrlB, &CntrlC, NULL);

/* Найти ID процесса, связанного с данной задачей. */

JobNumber = _ttoi(argv [iJobNo]);

ProcessId = FindProcessId(JobNumber); /* См. описание функций управления задачами. */

hProcess = OpenProcess(PROCESS_ALL_ACCESS, FALSE, ProcessId);

if (hProcess == NULL) { /* ID процесса может не использоваться. */

ReportError(_T("Выполнение процесса уже прекращено.\n"), 0, FALSE);

return 2;

}

if (CntrlB) GenerateConsoleCtrlEvent(CTRL_BREAK_EVENT, ProcessId);

else if (CntrlC) GenerateConsoleCtrlEvent(CTRL_C_EVENT, ProcessId);

else TerminateProcess(hProcess, JM_EXIT_CODE);

WaitForSingleObject(hProcess, 5000);

CloseHandle(hProcess);

_tprintf(T("Задача [%d] прекращена или приостановлена \n"), JobNumber);

return 0;

}

Обратите внимание на то, как команда jobbg создает процесс в приостановленном состоянии, а затем вызывает функцию управления задачами Get JobNumber (программа 6.4) для получения номера задачи, а также регистрации задачи и процесса, который с ней связан. Если в силу каких-либо причин задача не может быть зарегистрирована, выполнение данного процесса немедленно прекращается. Обычно' генерируется корректный номер задачи, после чего выполнение основного потока возобновляется, и он может продолжать выполнение.

Получение номера задачи.

Следующие три программы представляют три отдельные функции управления задачами. Все эти функции включены в единый файл JobMgt.c, содержащий все исходные тексты.

Первая из них, программа 6.4, представляет функцию Get JobNumber. Обратите внимание на использование блокирования файлов, а также обработчиков завершения, осуществляющих разблокирование файлов. Эта методика обеспечивает защиту от исключений и непреднамеренного обхода вызова функции разблокирования файлов. Переходы такого рода могут быть случайно вставлены в процессе сопровождения кода, даже если исходная программа корректна. Обратите также внимание на блокирование попыток записи за пределами конца файла в тех случаях, когда файл должен быть расширен за счет добавления новой записи.

Программа 6.4. JobMgt: создание информации о новой задаче

/* Вспомогательная функция управления задачами. */

#include "EvryThng.h".

#include "JobMgt.h" /* Листинг приведен в приложении А. */

Void GetJobMgtFileName (LPTSTR);

LONG GetJobNumber(PROCESS_INFORMATION *pProcessInfo, LPCTSTR Command).

/* Создать номер задачи для нового процесса и ввести информацию о новом процессе в базу данных задачи. */

{

HANDLE hJobData, hProcess;

JM_JOB JobRecord;

DWORD JobNumber = 0, nXfer, ExitCode, FsLow, FsHigh;

TCHAR JobMgtFileName[MAX_PATH];

OVERLAPPED RegionStart;

if (!GetJobMgtFileName(JobMgtFileName)) return –1;

/* Предоставление результата в виде строки "\tmp\UserName.JobMgt" */

hJobData = CreateFile(JobMgtFileName, GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE, NULL, OPEN_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);

if (hJobData == INVALID_HANDLE_VALUE) return –1;

/* Блокировать весь файл плюс одну возможную запись для получения исключительного доступа. */

RegionStart.Offset = 0;

RegionStart.OffsetHigh = 0;

RegionStart.hEvent = (HANDLE)0;

FsLow = GetFileSize(hJobData, &FsHigh);

LockFileEx(hJobData, LOCKFILE_EXCLUSIVE_LOCK, 0, FsLow + SJM_JOB, 0, &RegionStart);

__try {

/* Чтение записи для нахождения пустого сегмента. */

while(ReadFile(hJobData, &JobRecord, SJM_JOB, &nXfer, NULL) && (nXfer > 0)) {

if (JobRecord.ProcessId == 0) break;

hProcess = OpenProcess(PROCESS_ALL_ACCESS, FALSE, JobRecord.ProcessId);

if (hProcess == NULL) break;

if (GetExitCodeProcess(hProcess, &ExitCode) && (ExitCode != STILL_ACTIVE)) break;

JobNumber++;

}

/* Либо найден пустой сегмент, либо мы находимся в конце файла и должны создать новый сегмент. */

if (nXfer != 0) /* Не конец файла. Резервировать. */

SetFilePointer(hJobData, –(LONG)SJM_JOB, NULL, FILE_CURRENT);

JobRecord.ProcessId = pProcessInfo->dwProcessId;

_tcsnccpy(JobRecord.CommandLine, Command, MAX_PATH);

WriteFile(hJobData, &JobRecord, SJM_JOB, &nXfer, NULL);

} /* Конец try-блока. */

__finally {

UnlockFileEx(hJobData, 0, FsLow + SJM_JOB, 0, &RegionStart);

CloseHandle(hJobData);

}

return JobNumber + 1;

}

Вывод списка фоновых задач.

Программа 6.5 реализует функцию управления задачами DisplayJobs.

Программа 6.5. JobMgt: отображение списка активных задач

BOOL DisplayJobs(void).

/* Просмотреть файл базы данных, сообщить статус задачи. */

{

HANDLE hJobData, hProcess;

JM_JOB JobRecord;

DWORD JobNumber = 0, nXfer, ExitCode, FsLow, FsHigh;

TCHAR JobMgtFileName[MAX_PATH];

OVERLAPPED RegionStart;

GetJobMgtFileName(JobMgtFileName);

hJobData = CreateFile(JobMgtFileName, GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);

RegionStart.Offset = 0;

RegionStart.OffsetHigh = 0;

RegionStart.hEvent = (HANDLE)0;

FsLow = GetFileSize(hJobData, &FsHigh);

LockFileEx(hJobData, LOCKFILE_EXCLUSIVE_LOCK, 0, FsLow, FsHigh, &RegionStart);

__try {

while(ReadFile(hJobData, &JobRecord, SJM_JOB, &nXfer, NULL) && (nXfer > 0)) {

JobNumber++;

if (JobRecord.ProcessId == 0) continue;

hProcess = OpenProcess(PROCESS_ALL_ACCESS, FALSE, JobRecord.ProcessId);

if (hProcess != NULL) GetExitCodeProcess(hProcess, &ExitCode);

_tprintf(_T(" [%d] "), JobNumber);

if (hProcess == NULL) _tprintf(_T(" Готово"));

else if (ExitCode != STILL_ACTIVE) _tprintf(_T("+ Готово"));

else _tprintf(_T(" "));

_tprintf(_T(" %s\n"), JobRecord.CommandLine);

/* Удалить процессы, которые в системе уже не присутствуют. */

if (hProcess == NULL) {

/* Зарезервировать одну запись. */

SetFilePointer(hJobData, –(LONG)nXfer, NULL, FILE_CURRENT);

JobRecord.ProcessId = 0;

WriteFile(hJobData, &JobRecord, SJM_JOB, &nXfer, NULL);

}

} /* Конец цикла while. */

} /* Конец __try-блока. */

__finally {

UnlockFileEx(hJobData, 0, FsLow, FsHigh, &RegionStart);

CloseHandle(hJobData);

}

return TRUE;

}

Поиск задачи в файле списка задач.

Программа 6.6 представляет последнюю функцию управления задачами, FindProcessID, которая получает идентификатор процесса, соответствующего задаче с указанным номером. В свою очередь, идентификатор процесса может использоваться вызывающей программой для получения дескриптора и другой информации о состоянии процесса.

Программа 6.6. JobMgt: получение идентификатора процесса по номеру задачи

DWORD FindProcessId(DWORD JobNumber).

/* Получить ID процесса для задачи с указанным номером. */

{

HANDLE hJobData;

JM_JOB JobRecord;

DWORD nXfer;

TCHAR JobMgtFileName[MAX_PATH];

OVERLAPPED RegionStart;

/* Открыть файл управления задачами. */

GetJobMgtFileName(JobMgtFileName);

hJobData = CreateFile(JobMgtFileName, GENERIC_READ, FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);

if (hJobData == INVALID_HANDLE_VALUE) return 0;

/* Перейти к позиции записи, соответствующей указанному номеру задачи.

* В полной версии программы обеспечивается принадлежность номера задачи (JobNumber) допустимому диапазону значений. */

SetFilePointer(hJobData, SJM_JOB * (JobNumber – 1), NULL, FILE_BEGIN);

/* Блокировка и чтение записи. */

RegionStart.Offset = SJM_JOB * (JobNumber – 1);

RegionStart.OffsetHigh =0; /* Предполагаем, что файл "короткий". */

RegionStart.hEvent = (HANDLE)0;

LockFileEx(hJobData, 0, 0, SJM_JOB,0, &RegionStart);

ReadFile(hJobData, &JobRecord, SJM_JOB, &nXfer, NULL);

UnlockFileEx(hJobData, 0, SJM_JOB, 0, &RegionStart);

CloseHandle(hJobData);

return JobRecord.ProcessId;

}

Оглавление.