Лабораторная работа: Работа с разделяемой памятью

Цель работы

Изучение способов работы с разделяемой памятью на основе файлов, проецируемых в память. Изучение способов синхронизации процессов и нитей с использованием мьютексов (mutex) и семафоров.

Список используемых системных вызовов

CreateFileMapping, OpenFileMapping, MapViewOfFile, UnmapViewOfFile, CloseHandle, CreateMutex, OpenMutex, CreateSemaphore, OpenSemaphore, ReleaseMutex, ReleaseSemaphore, WaitForSingleObject, WaitForMultipleObjects.

Методические указания

Для получения разделяемой памяти необходимо создать файл, проецируемый в память не на диске, а в свопинге системы, с помощью функции CreateFileMapping. Это достигается заданием в первом параметре hFile значения INVALID_HANDLE_VALUE. Проекция файла на адресное пространство процесса задается с помощью функций MapViewOfFile или MapViewOfFileEx. По окончании работы следует вызвать функции UnmapViewOfFile и CloseHandle для дескриптора спроецированного в память файла.

Мьютексы и семафоры позволяют синхронизировать нити в разных процессах (как и события), поскольку являются объектами операционной системы. Мьютекс, по сути, является упрощенной формой семафора. Принципиальным отличием мьютекса от семафора является возможность повторного занятия мьютекса одной и той же нитью.

Мьютексы и семафоры порождаются с помощью функций CreateMutex и CreateSemaphore. Для занятия мьютекса или семафора используется любая из группы WaitFor-функций. Для освобождения объектов используются соответственно функции ReleaseMutex и ReleaseSemaphore.

Задания

         11.    Разработать систему из двух программ. Первая программа предназначена для ввода команд DOS. Вторая программа демонстрирует результаты выполнения команд. Синхронизация с использованием семафоров.

                                                           Листинг программы.

Первая программа:

#include <stdio.h>

#include <windows.h>

void main()

{

            //данная программа предназначена для ввода команд ДОС

            //команды будут передаваться в другую программа через разделяемую память

            //синхронизация на основе семафоров

            HANDLE hSem, hFileMap;

            LPVOID lpMapAddress;

            int i=0;

            char cmd[256];

            //создадим семафор

            hSem = CreateSemaphore(NULL,1,1,"mysem");

            if(hSem ==NULL)

            {

                        printf("\nCould not create semaphore!!!");

                        exit(0);

            }

            hFileMap = CreateFileMapping(INVALID_HANDLE_VALUE,NULL,PAGE_READWRITE,0,100,"filemap");

            if (hFileMap == NULL)

            {

                        printf("\nCould not create file mapping object!!!");

                        exit(0);

            }

            lpMapAddress = MapViewOfFile(hFileMap,FILE_MAP_WRITE,0,0,0);

            if (lpMapAddress == NULL)

            {

                        printf("\nCould not map view of file!!!");

                        exit(0);

            }

            //семафор установлен в 0 - память наша, пишем в нее команду ДОС

            while(1)

            {

                        /*** команда дос ***/

                        WaitForSingleObject(hSem,INFINITE);

                        cmd[0]=NULL;

                        printf("\nInput DOS command(exit to quit): ");

                        scanf("%s",&cmd);

                       

                        //пишем команду в разделяемую память

                       

                        memcpy( lpMapAddress, cmd, 256);

                        if(!FlushViewOfFile(lpMapAddress, sizeof(cmd)))

                        {

                                   printf("\nError write shared memory!!!");

                                   exit(0);

                        }

                        //освобождаем семафор

                        ReleaseSemaphore(hSem,1,NULL);

           

                        if(strcmp(cmd,"exit")==0)break;

            }

            UnmapViewOfFile(lpMapAddress) ;

            CloseHandle(hFileMap);       

            CloseHandle(hSem);

}

Вторая программа:

#include <stdio.h>

#include <windows.h>

#include <shellapi.h>

#include <ostream.h>

void main()

{

            //данная программа предназначена для чтение команд ДОС из разделяемой памяти

            //синхронизация на основе семафоров

            HANDLE hSem, hFileMap;

            LPVOID lpMapAddress;

            char cmd[256];

            //создадим семафор

            hSem = OpenSemaphore(SEMAPHORE_ALL_ACCESS ,FALSE,"mysem");

            if(hSem ==NULL)

            {

                        printf("\nCould not create semaphore!!!");

                        exit(0);

            }

            hFileMap = OpenFileMapping(FILE_MAP_READ,FALSE,"filemap");

            if (hFileMap == NULL)

            {

                        printf("\nCould not create file mapping object!!!");

                        exit(0);

            }

            lpMapAddress = MapViewOfFile(hFileMap,FILE_MAP_READ,0,0,0);

            if (lpMapAddress == NULL)

            {

                        printf("\nCould not map view of file!!!");

                        exit(0);

            }

            //семафор установлен в 0 - память наша, пишем в нее команду ДОС

            while(1)

            {

                        /*** команда дос ***/

                        //ожидаем освобождения семафора

                        WaitForSingleObject(hSem,INFINITE);

                        cmd[0]=NULL;

                        //читаем команду из разделяемой памяти.

                        memcpy( cmd,lpMapAddress,256);

                        printf("\n %s \n",cmd);

                        //освобождаем семафор

                        ReleaseSemaphore(hSem,1,NULL);

                        if(strcmp(cmd,"exit")==0)break;

                        WinExec(cmd,SW_SHOW);

            }

            UnmapViewOfFile(lpMapAddress) ;

            CloseHandle(hFileMap);       

            CloseHandle(hSem);

}

Вывод: изучили способы работы с разделяемой памятью на основе файлов, проецируемых в память. Изучили способы синхронизации процессов и нитей с использованием мьютексов (mutex) и семафоров.