5实验五存储管理参考代码(实际物理内存、虚拟内存操作)参考代码

系统教程1040 更新时间：2025-08-21 18:14:17

2024年1月18日发(作者：)

五、源程序（含注释）清单

#include

unsigned _stdcall simulator(void *);

unsigned _stdcall inspector(void *);

LPVOID BASE_PTR;

int Actnum=0;

//主函数，主要是用于启动用于模拟虚存活动和进行监控的两个线程；

int main(int argc, char* argv[])

{

unsigned ThreadID[2];

_beginthreadex(NULL,0,simulator,NULL,0,&ThreadID[0]);

_beginthreadex(NULL,0,inspector,NULL,0,&ThreadID[1]);

getchar();//输入回车即可终止程序；

return 0;

}

//模拟一系列的虚存活动，作为一个独立的线程运行；

unsigned _stdcall simulator(void *)

{

DWORD OldProtect;

int randnum;

printf("Now the simulator procedure has been started.n");

//产生一个随机数种子；

srand( (unsigned)time( NULL ) );

//在一个死循环中，用随机数控制，不断进行虚存操作活动；

while(1)

{

Sleep(500);//控制整个模拟和监控的速度；

while (Actnum!=0)

{

Sleep(500);//等待，直到监控线程捕捉到上一个模拟动作后再继续下一个动作；

}

randnum=7&rand();

switch(randnum)//注意各个动作中的虚存指针均使用BASE_PTR;它在过程中由虚存分配

//函数动态调整,如果某动作不成功，则将不会被监控线程监控到；

{

case 0:

if (BASE_PTR=VirtualAlloc(NULL,1024*32,MEM_RESERVE|MEM_COMMIT,

PAGE_READWRITE))

{

Actnum=1;//虚存的保留与提交;

}

break;

case 1:

if (VirtualFree(BASE_PTR,1024*32,MEM_DECOMMIT))

{

Actnum=2;//虚存的注销;

}

break;

case 2:

if (VirtualFree(BASE_PTR,0,MEM_RELEASE))

{

Actnum=3;//虚存的注销并释放虚存空间;

}

break;

case 3:

if (VirtualProtect(BASE_PTR,1024*32,PAGE_READONLY,&OldProtect))

{

Actnum=4;//改变虚拟内存页的保护;

}

break;

case 4:

if (VirtualLock(BASE_PTR,1024*12))

{

Actnum=5;//锁定虚拟内存页;

}

break;

case 5:

if

(BASE_PTR=VirtualAlloc(NULL,1024*32,MEM_RESERVE,PAGE_READWRITE))

{

Actnum=6;//虚存的保留;

}

break;

default:

break;

}//end of 'switch'

}//end of 'while'

return 0;

}

//通过一个全局的变量来监视另一模拟线程的模拟活动，并通过适当的信息

//查询函数，将存储的使用和活动情况打出报告；

unsigned _stdcall inspector(void *)

{

int QuOut=0;

char para1[3000];

MEMORYSTATUS Vmeminfo;

char tempstr[100];

MEMORY_BASIC_INFORMATION inspectorinfo1;

int structsize = sizeof(MEMORY_BASIC_INFORMATION);

printf("Hi , now inspector begin to workn");

//在一个死循环中不断通过一个全局变量（监视器），来监控模拟线程是否

//有新的动作，如果有，通过的API函数将相应虚存处(通过共用BASE_PTR

//实现)的信息进行检查，从而验证该动作对存储使用的影响；

while(1)

{

Sleep(1000);

if(Actnum!=0)

{

//通过全局变量（监视器）Actnum,来获取上一个虚存动作的类型

//并相应构造监控信息的头部；

switch(Actnum)

{

case 1:

memset (&inspectorinfo1, 0, structsize);

VirtualQuery((LPVOID)BASE_PTR,&inspectorinfo1,structsize);

strcpy(para1,"目前执行动作：虚存的保留与提交n");

break;

case 2:

memset (&inspectorinfo1, 0, structsize);

VirtualQuery((LPVOID)BASE_PTR,&inspectorinfo1,structsize);

strcpy(para1,"目前执行动作：虚存的除配n");

break;

case 3:

memset (&inspectorinfo1, 0, structsize);

VirtualQuery((LPVOID)BASE_PTR,&inspectorinfo1,structsize);

strcpy(para1,"目前执行动作：虚存的除配并释放虚存空间n");

break;

case 4:

memset (&inspectorinfo1, 0, structsize);

VirtualQuery((LPVOID)BASE_PTR,&inspectorinfo1,structsize);

strcpy(para1,"目前执行动作：改变虚拟内存页的保护n");

break;

case 5:

memset (&inspectorinfo1, 0, structsize);

VirtualQuery((LPVOID)BASE_PTR,&inspectorinfo1,structsize);

strcpy(para1,"目前执行动作：锁定虚拟内存页n");

break;

case 6:

memset (&inspectorinfo1, 0, structsize);

VirtualQuery((LPVOID)BASE_PTR,&inspectorinfo1,structsize);

strcpy(para1,"目前执行动作：虚存的保留n");

break;

default:

break;

}

//实时显示固定格式的相关材料；通过目前监控到的动作所发生

//的虚存地址，监控该活动对相应存储空间的影响；

sprintf(tempstr,"开始地址：0X%xn",dress);

strcat(para1,tempstr);

sprintf(tempstr,"区块大小(目前指针处向前同一属性的块)：0X%xn",

Size);

strcat(para1,tempstr);

sprintf(tempstr,"目前状态：0X%xn",);

strcat(para1,tempstr);

sprintf(tempstr,"分配时访问保护:0X%xn",tionProtect);

strcat(para1,tempstr);

sprintf(tempstr,"当前访问保护:0X%xn",t);

strcat(para1,tempstr);

strcat(para1,"(状态:10000代表未分配 ;1000代表提交 ;2000代表保留; )n");

strcat(para1,"(保护方式:0代表其它;1代表禁止访问;2代表只读;4代表读写;n10代表可执");

strcat(para1," 行;20代表可读和执行; 40代表可读写和执行;)n*******************n");

//全局信息，报告目前系统和当前进程的存储使用总体情况；

GlobalMemoryStatus(&Vmeminfo);

strcat(para1,"当前整体存储统计如下n");

sprintf(tempstr,"物理内存总数：%d(BYTES)n",lPhys);

strcat(para1,tempstr);

sprintf(tempstr,"可用物理内存数：%d(BYTES)n",lPhys);

strcat(para1,tempstr);

sprintf(tempstr,"页面文件总数：%d(BYTES)n",lPageFile);

strcat(para1,tempstr);

sprintf(tempstr,"可用页面文件数：%d(BYTES)n",lPageFile);

strcat(para1,tempstr);

sprintf(tempstr,"虚存空间总数：%d(BYTES)n",lVirtual);

strcat(para1,tempstr);

sprintf(tempstr,"可用虚存空间数：%d(BYTES)n",lVirtual);

strcat(para1,tempstr);

sprintf(tempstr,"物理存储使用负荷:%%%dnnnn",ryLoad);

strcat(para1,tempstr);

printf("%s",para1);//显示报告内容

//(这里可以同时将报告内容记录进日志文件)；

Actnum=0;//通知模拟线程可以进行下一个模拟动作；

Sleep(500);//调节模拟和监控的总体速度；

}//for if

}//for while

return 0;

}

六、测试结果以及实验总结

问答题：

1、如果调换分配、回收、内存复位、加锁、解锁、提交的顺序，会有什么变化，分析原因？

答：会造成用户程序和非常驻的系统程序无法正常存储于存储器中，从而无法运行。程序在计算机内必须进入主存中才能正常运行，当其要装入主存时，首先要为安分配一个适合的存储空间。若调换上述操作的顺序，则不能有效的把程序存入主存中。且计算机内的存储空间都是有限的，只有进行了分配、回收、复位的操作后，存储空间才能被循环利用，系统才能不断的运行不同的程序，不能把操作的顺序调换。

2、虚拟存储有什么优越性？

答：（1）虚拟存储可以大大提高存储系统的整体访问带宽，这也是其对于视频网络系统来说最有价值的一个特点。视频网络的存储系统一般是由多个存储模块组成，而虚拟存储系统可以很好地进行负载平衡，把每一次数据访问所需要的带宽合理地分配到各个存储模块上，这样系统的整体访问带宽就增大了。例如，一个存储系统中有4个存储模块，每一个存储模块的访问带宽为50MB/s，则这个存储系统的总访问带宽就可以接近各存储模块带宽之和，即200MB/s。（2）虚拟存储提供了一个大容量存储系统的集中管理手段，由网络中的一个环节 (如服务器)进行统一管理，避免了由于存储设备扩充而带来的管理方面的麻烦。例如，使用一般的存储系统，当在增加新的存储设备时，整个系统(包括网络中的诸多用户设备)都需要重新进行繁琐的配置工作，这样才可以使这个"新成员"加入到存储系统中。而使用虚拟存储技术，在增加新的存储设备时，只需要网络管理员对存储系统进行较为简单的系统配置更改，客户端无需任何操作、只是感到存储系统的容量增大了。（3）虚拟存储技术为存储资源管理提供了更好的灵活性。它可以将不同类型的存储设备集中管理使用，保障了用户以往购买存储设备的投资。

（3）相关函数及其属性的含义。

Beginthreadex

函数功能：创建新线程

函数原型：unsigned long _beginthreadex

返回值：0

Sleep

函数功能：对于指定的时间间隔挂起当前的执行线

函数原型：VOID Sleep(DWORD dwMilliseconds);

返回值：无

VirtualAlloc

函数功能：在调用进程的虚拟地址中保留、提交或保留且提交内存区域。

函数原型： LPVOID VirtualAlloc (LPVOID lpAddress, DWORD dwSize,

DWORD

flAllocationType, DWORD flProtect);

函数参数：

lpAddress：待分配空间的起始地址。若指定的内存被保留，指定的地址将四舍五入到下一个

64K边界；若指定的内存被保留且被提交，指定的地址将四舍五入到下一个页面边界。若为

NULL，则由系统决定分配区域的地址。

dwSize：分配空间的大小（以字节为单位）。

flAllocationType：MEM_COMMIT 或MEM_RESERVE 或两者的组合

flProtect：存取保护的类型（参考测试数据的说明部分）。

返回值：调用成功则返回所分配页面的基址，否则返回NULL。

VirtualFree

函数功能：释放或注销调用进程虚拟空间中的页面。在本实验中通过指定

dw

ype，对内存块进行释放（MEM_DECOMMIT）或者回收(MEM_RELEASE)的操作。

函数原型：

BOOL VirtualFree (LPVOID lpAddress, DWORD dwSize, DWORD

dwFreeType);

函数参数：

lpAddress：待释放空间的起始地址。若 dwFreeType 参数中包含

MEM_RELE

该页面被保留时，这个参数必须是通过VirtualAlloc函数返回的基址。

dwSize：释放空间的大小（以字节为单位）。若 dwFreeType参数中包含

MEM

志，该参数值必须为 0。

dwFreeType：释放类型，可以是 MEM_DECOMMIT 或 MEM_RELEASE。

返回值：调用成功则返回一个非零值，否则返回 0。

VirtualProtect

函数功能：改变虚拟内存页的保护方式

HRESULT VirtualProtect (

[in] void* lpAddress,

[in] SIZE_T dwSize,

[in] DWORD flNewProtect,

[out] DWORD* pflOldProtect

);

参数：

lpAddress [in] 一个指针，指向要更保护属性的虚拟内存的基址。

dwSize [in] 要更改的内存页面区域的大小（以字节为单位）。

flNewProtect [in] 要应用的内存保护的类型。

pflOldProtect [out] 一个指针，该指针指向前一个内存保护值。

VirtualLock和VirtualUnlock

VirtualLock

函数功能：将调用进程虚拟空间中的内存加锁。

函数原型：BOOL VirtualLock (LPVOID lpAddress, DWORD dwSize);

函数参数：

lpAddress：加锁页面区域基址。

dwSize：加锁区域的大小（以字节为单位）。

返回值：调用成功则返回一个非零值，否则返回 0

VirtualUnlock

函数功能：将调用进程虚拟空间中的内存解锁。

函数原型：BOOL VirtualUnlock (LPVOID lpAddress, DWORD dwSize);

函数参数：

lpAddress：解锁页面区域基址。

dwSize：解锁区域的大小（以字节为单位）。

返回值：调用成功则返回一个非零值，否则返回 0。

VirtualQuery

函数功能：查询进程的虚拟内存

HRESULT VirtualQuery (

[in] void* lpAddress,

[out] void* lpBuffer,

[in] SIZE_T dwLength,

[out] SIZE_T* pResult

);

函数参数：

lpAddress [in] 一个指针，指向要查询的虚拟内存中的地址。

lpBuffer [out] 一个指针，指向包含指定内存区域相关信息的结构。

dwLength [in] lpBuffer 指向的缓冲区的大小（以字节为单位）。

pResult [out] 一个指针，它指向信息缓冲区返回的字节数。

GlobalMemoryStatus

函数功能：获得计算机系统中当前使用的物理内存和虚拟内存的信息

函数原型：VOID GlobalMemoryStatus (LPMEMORYSTATUS lpBuffer);

函数参数：lpBuffer是指向MEMORYSTATUS 结构的指针，_MEMORYSTATUS结构用来存

储系统内存信息，

返回值：无（在结构变量中）

成绩

VC++ （.NET 2010）

// : 定义控制台应用程序的入口点。

//

#include "stdafx.h"

#include

unsigned _stdcall simulator(void *);

unsigned _stdcall inspector(void *);

LPVOID BASE_PTR;

int Actnum=0;

//主函数，主要是用于启动用于模拟虚存活动和进行监控的两个线程；

int main(int argc, char* argv[])

{

unsigned ThreadID[2];

_beginthreadex(NULL,0,simulator,NULL,0,&ThreadID[0]);

_beginthreadex(NULL,0,inspector,NULL,0,&ThreadID[1]);

getchar();//输入回车即可终止程序；

return 0;

}

//模拟一系列的虚存活动，作为一个独立的线程运行；

unsigned _stdcall simulator(void *)

{

DWORD OldProtect;

int randnum;

printf("Now the simulator procedure has been started.n");

//产生一个随机数种子；

srand( (unsigned)time( NULL ) );

//在一个死循环中，用随机数控制，不断进行虚存操作活动；

while(1)

{

Sleep(500);//控制整个模拟和监控的速度；

while (Actnum!=0)

{

Sleep(500);//等待，直到监控线程捕捉到上一个模拟动作后再继续下一个动作；

}

randnum=7&rand();

switch(randnum)//注意各个动作中的虚存指针均使用BASE_PTR;它在过程中由虚存分配

//函数动态调整,如果某动作不成功，则将不会被监控线程监控到；

{

case 0:

if (BASE_PTR=VirtualAlloc(NULL,1024*32,MEM_RESERVE|MEM_COMMIT,

PAGE_READWRITE))

{

Actnum=1;//虚存的保留与提交;

}

break;

case 1:

if (VirtualFree(BASE_PTR,1024*32,MEM_DECOMMIT))

{

Actnum=2;//虚存的注销;

}

break;

case 2:

if (VirtualFree(BASE_PTR,0,MEM_RELEASE))

{

Actnum=3;//虚存的注销并释放虚存空间;

}

break;

case 3:

if (VirtualProtect(BASE_PTR,1024*32,PAGE_READONLY,&OldProtect))

{

Actnum=4;//改变虚拟内存页的保护;

}

break;

case 4:

if (VirtualLock(BASE_PTR,1024*12))

{

Actnum=5;//锁定虚拟内存页;

}

break;

case 5:

if (BASE_PTR=VirtualAlloc(NULL,1024*32,MEM_RESERVE,PAGE_READWRITE))

{

Actnum=6;//虚存的保留;

}

break;

default:

}//end of 'switch'

}//end of 'while'

return 0;

}

//通过一个全局的变量来监视另一模拟线程的模拟活动，并通过适当的信息

//查询函数，将存储的使用和活动情况打出报告；

unsigned _stdcall inspector(void *)

{

int QuOut=0;

char para1[3000];

MEMORYSTATUS Vmeminfo;

char tempstr[100];

MEMORY_BASIC_INFORMATION inspectorinfo1;

int structsize = sizeof(MEMORY_BASIC_INFORMATION);

printf("Hi , now inspector begin to workn");

//在一个死循环中不断通过一个全局变量（监视器），来监控模拟线程是否

//有新的动作，如果有，通过的API函数将相应虚存处(通过共用BASE_PTR

//实现)的信息进行检查，从而验证该动作对存储使用的影响；

while(1)

{

Sleep(1000);

if(Actnum!=0)

{

//通过全局变量（监视器）Actnum,来获取上一个虚存动作的类型

//并相应构造监控信息的头部；

switch(Actnum)

{

case 1:

memset (&inspectorinfo1, 0, structsize);

VirtualQuery((LPVOID)BASE_PTR,&inspectorinfo1,structsize);

strcpy(para1,"目前执行动作：虚存的保留与提交n");

break;

case 2:

memset (&inspectorinfo1, 0, structsize);

VirtualQuery((LPVOID)BASE_PTR,&inspectorinfo1,structsize);

strcpy(para1,"目前执行动作：虚存的除配n");

break;

case 3:

memset (&inspectorinfo1, 0, structsize);

VirtualQuery((LPVOID)BASE_PTR,&inspectorinfo1,structsize);

strcpy(para1,"目前执行动作：虚存的除配并释放虚存空间n");

break;

case 4:

memset (&inspectorinfo1, 0, structsize);

VirtualQuery((LPVOID)BASE_PTR,&inspectorinfo1,structsize);

strcpy(para1,"目前执行动作：改变虚拟内存页的保护n");

break;

case 5:

memset (&inspectorinfo1, 0, structsize);

VirtualQuery((LPVOID)BASE_PTR,&inspectorinfo1,structsize);

strcpy(para1,"目前执行动作：锁定虚拟内存页n");

break;

case 6:

memset (&inspectorinfo1, 0, structsize);

VirtualQuery((LPVOID)BASE_PTR,&inspectorinfo1,structsize);

strcpy(para1,"目前执行动作：虚存的保留n");

break;

default:

break;

}

//实时显示固定格式的相关材料；通过目前监控到的动作所发生

//的虚存地址，监控该活动对相应存储空间的影响；

sprintf(tempstr,"开始地址：0X%xn",dress);

strcat(para1,tempstr);

sprintf(tempstr,"区块大小(目前指针处向前同一属性的块)：0X%xn",

Size);

strcat(para1,tempstr);

sprintf(tempstr,"目前状态：0X%xn",);

strcat(para1,tempstr);

sprintf(tempstr,"分配时访问保护:0X%xn",tionProtect);

strcat(para1,tempstr);

sprintf(tempstr,"当前访问保护:0X%xn",t);

strcat(para1,tempstr);

strcat(para1,"(状态:10000代表未分配 ;1000代表提交 ;2000代表保留; )n");

strcat(para1,"(保护方式:0代表其它;1代表禁止访问;2代表只读;4代表读写;n10代表可执");

strcat(para1," 行;20代表可读和执行; 40代表可读写和执行;)n*******************n");

//全局信息，报告目前系统和当前进程的存储使用总体情况；

GlobalMemoryStatus(&Vmeminfo);

strcat(para1,"当前整体存储统计如下n");

sprintf(tempstr,"物理内存总数：%d(BYTES)n",lPhys);

strcat(para1,tempstr);

sprintf(tempstr,"可用物理内存数：%d(BYTES)n",lPhys);

strcat(para1,tempstr);

sprintf(tempstr,"页面文件总数：%d(BYTES)n",lPageFile);

strcat(para1,tempstr);

sprintf(tempstr,"可用页面文件数：%d(BYTES)n",lPageFile);

strcat(para1,tempstr);

sprintf(tempstr,"虚存空间总数：%d(BYTES)n",lVirtual);

strcat(para1,tempstr);

sprintf(tempstr,"可用虚存空间数：%d(BYTES)n",lVirtual);

strcat(para1,tempstr);

sprintf(tempstr,"物理存储使用负荷:%%%dnnnn",ryLoad);

strcat(para1,tempstr);

printf("%s",para1);//显示报告内容

//(这里可以同时将报告内容记录进日志文件)；

Actnum=0;//通知模拟线程可以进行下一个模拟动作；

Sleep(500);//调节模拟和监控的总体速度；

}//for if

}//for while

return 0;

}

本文发布于:2024-01-18，感谢您对本站的认可！

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