设计并实现一个简单的进程管理模块,包括进程的创建、调度、同步和终止。 要求:能够展示进程的多种状态转换,实现进程的优先级调度算法,并确保进程同步和互斥的正确性。使用C语言

时间: 2024-12-21 11:27:35 浏览: 24
设计一个简单的进程管理模块通常涉及以下几个关键部分: 1. **进程结构体**:定义一个进程结构体,包含进程ID、当前状态(如就绪、运行、等待等)、优先级、任务函数指针以及同步相关数据结构。 ```c typedef struct { pid_t pid; // 进程ID enum { IDLE, RUNNABLE, BLOCKED } state; // 状态枚举 int priority; // 优先级 void (*function)(void*); // 任务函数 pthread_mutex_t mutex; // 互斥锁 pthread_cond_t cond; // 条件变量 } Process; ``` 2. **进程创建**:创建新进程,分配内存并初始化状态、优先级等信息。 ```c Process* create_process(void (*func)(void*), int priority) { Process* proc = malloc(sizeof(Process)); if (proc != NULL) { proc->pid = getpid(); proc->state = IDLE; proc->priority = priority; proc->function = func; // 初始化互斥锁和条件变量 pthread_mutex_init(&proc->mutex, NULL); pthread_cond_init(&proc->cond, NULL); return proc; } return NULL; } ``` 3. **进程调度**:使用优先级调度算法,比如先来先服务(FCFS),短进程优先(SRTF),抢占式优先级(RR)等。这里我们演示简单版本的优先级调度: ```c int compare_priority(const void* a, const void* b) { return ((Process*)a)->priority - ((Process*)b)->priority; } void schedule(Process* processes[], int count) { qsort(processes, count, sizeof(Process*), compare_priority); for (int i = 0; i < count; i++) { if (processes[i]->state == RUNNABLE) { // 将第一个优先级最高的RUNNABLE进程设置为运行 // 实现过程:修改其状态,获取锁,执行函数,释放锁,唤醒可能阻塞的线程 ... } } } ``` 4. **进程同步**:使用互斥锁和条件变量控制并发访问共享资源。 ```c void task_function(void* arg) { Process* proc = (Process*)arg; pthread_mutex_lock(&proc->mutex); // 执行任务... // 当需要其他操作时,如等待信号 while (!should_yield()) { pthread_cond_wait(&proc->cond, &proc->mutex); } // 更新状态后,可能需要唤醒其他进程 pthread_cond_signal(&proc->cond); pthread_mutex_unlock(&proc->mutex); } ``` 5. **进程终止**:当收到终止请求时,改变进程状态并清除资源。 ```c void terminate_process(Process* proc) { proc->state = TERMINATED; pthread_mutex_destroy(&proc->mutex); pthread_cond_destroy(&proc->cond); free(proc); } ```
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