实验四内存监视.docx
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实验四内存监视
实验四：
内存监视
一、实验目的
了解当前系统中内存的使用情况，包括系统地址空间的布局，物理内存的使用情况；能实时显示某个进程的虚拟地址空间布局和工作集信息等。
二、实验内容
设计一个内存监视器，能实时地显示当前系统中内存的使用情况，包括系统地址空间的布局，物理内存的使用情况；能实时显示某个进程的虚拟地址空间布局和工作集信息等。
相关的系统调用：
GetSystemInfo,VirtualQueryEx,VirtualAlloc,GetPerformanceInfo,GlobalMemoryStatusEx...
三、实验环境
硬件配置:
联想IdeaPadY480笔记本。
内存4G，硬盘1T。
操作系统:
Windows7
四、程序设计与实现
打印出内存的相关信息，调用的函数有GetSystemInfo,VirtualQueryEx,VirtualAlloc,GetPerformanceInfo,GlobalMemoryStatusExt等。
五、实验代码、结果和分析
实验代码：
//实验四.cpp:
定义控制台应用程序的入口点。
//
#include"stdafx.h"
//MemoryWatcher.cpp:
定义控制台应用程序的入口点。
//
#include"stdafx.h"
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include"conio.h"
#pragmacomment（lib,"psapi.lib"）
#pragmacomment（lib,"Shlwapi.lib"）
#pragmawarning（disable:
4996）
usingnamespacestd;
#defineWIDTH10
#defineDIV（1024*1024）
//WINAPI得到当前console的（x,y）
voidconsole_gotoxy（intx,inty）
{
//得到当前console的句柄
HANDLEhc=GetStdHandle（STD_OUTPUT_HANDLE）;
COORDcursor={x,y};
//设置新的cursor位置
SetConsoleCursorPosition（hc,cursor）;
}
//WINAPI设置当前console的（x,y）
voidconsole_getxy（int&x,int&y）
{
//得到当前console的句柄
HANDLEhc=GetStdHandle（STD_OUTPUT_HANDLE）;
//屏幕缓冲区信息
CONSOLE_SCREEN_BUFFER_INFOcsbi;
//得到相应缓冲区信息
GetConsoleScreenBufferInfo（hc,&csbi）;
x=csbi.dwCursorPosition.X;
y=csbi.dwCursorPosition.Y;
}
HANDLEGetProcessHandle（intProcessID）
{
returnOpenProcess（PROCESS_ALL_ACCESS,FALSE,ProcessID）;
}
//显示保护标记，该标记表示允许应用程序对内存进行访问的类型
inlineboolTestSet（DWORDdwTarget,DWORDdwMask）
{
return（（dwTarget&dwMask）==dwMask）;
}
#defineSHOWMASK（dwTarget,type）\
if（TestSet（dwTarget,PAGE_##type））\
{cout<<","<<#type;}
voidShowProtection（DWORDdwTarget）
{
//定义的页面保护方式
SHOWMASK（dwTarget,READONLY）;
SHOWMASK（dwTarget,GUARD）;
SHOWMASK（dwTarget,NOCACHE）;
SHOWMASK（dwTarget,READWRITE）;
SHOWMASK（dwTarget,WRITECOPY）;
SHOWMASK（dwTarget,EXECUTE）;
SHOWMASK（dwTarget,EXECUTE_READ）;
SHOWMASK（dwTarget,EXECUTE_READWRITE）;
SHOWMASK（dwTarget,EXECUTE_WRITECOPY）;
SHOWMASK（dwTarget,NOACCESS）;
}
//遍历整个虚拟内存，显示单个进程虚拟地址空间布局
voidWalkVM（HANDLEhProcess）
{
SYSTEM_INFOsi;//系统信息结构
ZeroMemory（&si,sizeof（si））;//初始化
GetSystemInfo（&si）;//获得系统信息
MEMORY_BASIC_INFORMATIONmbi;//进程虚拟内存空间的基本信息结构
ZeroMemory（&mbi,sizeof（mbi））;//分配缓冲区，用于保存信息
LPCVOIDpBlock=（LPVOID）si.lpMinimumApplicationAddress;//循环整个应用程序地址空间
while（pBlock{
//获得下一个虚拟内存块的信息
if（VirtualQueryEx（hProcess,//进程句柄
pBlock,//开始位置
&mbi,//缓冲区
sizeof（mbi））==sizeof（mbi））//长度的确认，如果失败则返回0
{
//块的结尾指针
LPCVOIDpEnd=（PBYTE）pBlock+mbi.RegionSize;
TCHARszSize[MAX_PATH];
StrFormatByteSize（mbi.RegionSize,szSize,MAX_PATH）;
//显示块地址和长度
cout.fill（'0'）;
cout<<<"--"
<<<（wcslen（szSize）==7?
"（":
"（"）<<<"）";
//显示块的状态
switch（mbi.State）{
caseMEM_COMMIT:
printf（"Committed"）;break;
caseMEM_FREE:
printf（"Free"）;break;
caseMEM_RESERVE:
printf（"Reserved"）;break;
}
//显示保护
if（mbi.Protect==0&&mbi.State!
=MEM_FREE）{
mbi.Protect=PAGE_READONLY;
}
ShowProtection（mbi.Protect）;
//显示类型
switch（mbi.Type）{
caseMEM_IMAGE:
printf（",Image"）;break;
caseMEM_MAPPED:
printf（",Mapped"）;break;
caseMEM_PRIVATE:
printf（",Private"）;break;
}
//检测可执行的映像
TCHARszFilename[MAX_PATH];
if（GetModuleFileName（
（HMODULE）pBlock,//实际虚拟内存的模块句柄
szFilename,//完全指定的文件名称
MAX_PATH）>0）//实际使用的缓冲区长度
{
//除去路径并显示
PathStripPath（szFilename）;
printf（"%s",szFilename）;
}
printf（"\n"）;
//移动块指针以获得下一个块
pBlock=pEnd;
}
}
}
//关于当前系统的信息
voidShowProcessAddress（）
{
intlineX=0,lineY=0;
intflag=0;
SYSTEM_INFOsys_info;//系统信息结构
ZeroMemory（&sys_info,sizeof（sys_info））;//初始化
while（!
kbhit（））
{
//使用winapi控制缓冲区刷新输出
if（flag==0）
{
console_getxy（lineX,lineY）;
flag++;
}
else
{
console_gotoxy（lineX,lineY）;
}
//获得系统信息
GetSystemInfo（&sys_info）;
printf（"虚拟内存分页大小:
%dKB\n",sys_info.dwPageSize/1024）;
printf（"处理器总数:
%d\n",sys_info.dwNumberOfProcessors）;
printf（"处理器架构:
%d\n",sys_info.dwProcessorType）;
printf（"虚拟内存粒度:
%dKB\n",sys_info.dwAllocationGranularity/1024）;
printf（"体系结构相关的处理器等级:
%d\n",sys_info.wProcessorLevel）;
printf（"体系结构相关的处理器修订:
%x\n",sys_info.wProcessorRevision）;
printf（"应用最小地址:
0x%0.8x\n",sys_info.lpMinimumApplicationAddress）;
printf（"应用最大地址:
0x%0.8x\n",sys_info.lpMaximumApplicationAddress）;
printf（"应用可用虚拟内存大小:
%0.2fGB\n",（（DWORD）sys_info.lpMaximumApplicationAddress
-（DWORD）sys_info.lpMinimumApplicationAddress）/（1024.0*1024.0*1024.0））;
Sleep（1000）;
}
}
voidShowMemory（）
{
intlineX=0,lineY=0;
intflag=0;
MEMORYSTATUStotal;
total.dwLength=sizeof（total）;
while（!
kbhit（））
{
//使用winapi控制缓冲区刷新输出
if（flag==0）
{
console_getxy（lineX,lineY）;
flag++;
}
else
{
console_gotoxy（lineX,lineY）;
}
//得到当前物理内存和虚拟内存
GlobalMemoryStatus（&total）;
cout<<"加载的内存:
"<cout<<"总的物理内存:
"<cout<<"可用物理内存:
"<cout<<"总的虚拟内存:
"<<（total.dwTotalVirtual/DIV）<<"MB\n";
cout<<"可用虚拟内存:
"<<（total.dwAvailVirtual/DIV）<<"MB\n";
cout<<"总的页的大小:
"<cout<<"可用页大小:
"<Sleep（1000）;
}
}
voidShowPerformance（）
{
intlineX=0,lineY=0;
intflag=0;
PERFORMANCE_INFORMATIONperfor_info;
perfor_info.cb=sizeof（perfor_info）;
while（!
kbhit（））
{
//使用winapi控制缓冲区刷新输出
if（flag==0）
{
console_getxy（lineX,lineY）;
flag++;
}
else
{
console_gotoxy（lineX,lineY）;
}
GetPerformanceInfo（&perfor_info,sizeof（perfor_info））;
cout<<"分页大小:
"<cout<<"系统提交的页面总数:
"<cout<<"系统提交的页面限制:
"<cout<<"系统提交的页面峰值:
"<cout<<"按页分配的物理内存总数:
"<cout<<"按页分配的物理内存可用量:
"<cout<<"系统物理内存占用:
"<<（perfor_info.PhysicalTotal-perfor_info.PhysicalAvailable）*（perfor_info.PageSize/1024）*1.0/DIV<<"GB"<cout<<"系统物理内存可用:
"<cout<<"系统物理内存总数:
"<cout<<"系统缓存总量：
"<cout<<"系统内核内存占据页面总数：
"<cout<<"系统内核内存占据分页页面数：
"<cout<<"系统内核内存占据不分页页面数：
"<cout<<"系统句柄总量：
"<cout<<"系统进程总量：
"<cout<<"系统线程总量：
"<Sleep（1000）;
}
}
//如果pid为-1，获取所有进程
voidShowAllProcess（intpid）
{
PROCESSENTRY32pe32;//存储进程信息
pe32.dwSize=sizeof（pe32）;//在使用这个结构前，先设置它的大小
PROCESS_MEMORY_COUNTERSppsmemCounter;//struct,存储进程内存的使用信息，便于用函数GetProcessMemoryInfo获取进程的相关信息
ppsmemCounter.cb=sizeof（ppsmemCounter）;//初始化大小
HANDLEhProcessSnap;
hProcessSnap=CreateToolhelp32Snapshot（TH32CS_SNAPPROCESS,0）;//快照句柄
HANDLEhProcess;//进程句柄
if（hProcessSnap==INVALID_HANDLE_VALUE）{
printf（"创建进程快照失败.\n"）;
exit（0）;
}
//遍历进程快照，轮流显示每个进程的信息
BOOLbMore=Process32First（hProcessSnap,&pe32）;//获取系统快照第一个进程的信息，结果返回到pe32结构里
printf（"进程的工作集信息:
\n"）;
while（bMore）{
if（pid!
=-1）
{
if（pid==pe32.th32ProcessID）
{
wcout<<"进程名称:
"<cout<<"进程ID:
"<cout<<"线程数:
"<hProcess=GetProcessHandle（pe32.th32ProcessID）;
GetProcessMemoryInfo（hProcess,&ppsmemCounter,sizeof（ppsmemCounter））;//进程内存使用信息（存储于ppsmemCounter中）
cout<<"已提交:
"<cout<<"工作集:
"<cout<<"工作集峰值:
"<}
bMore=Process32Next（hProcessSnap,&pe32）;//获取系统快照下一个进程信息
}
else
{
wcout<<"进程名称:
"<cout<<"进程ID:
"<cout<<"线程数:
"<hProcess=GetProcessHandle（pe32.th32ProcessID）;
GetProcessMemoryInfo（hProcess,&ppsmemCounter,sizeof（ppsmemCounter））;//进程内存使用信息（存储于ppsmemCounter中）
cout<<"已提交:
"<cout<<"工作集:
"<cout<<"工作集峰值:
"<bMore=Process32Next（hProcessSnap,&pe32）;//获取系统快照下一个进程信息
}
}
CloseHandle（hProcessSnap）;//关闭快照
}
voidQuerySingleProcess（）
{
intlineX=0,lineY=0;
intflag=0;
HANDLEhProcessSnap=CreateToolhelp32Snapshot（TH32CS_SNAPPROCESS,0）;//快照句柄
HANDLEhProcess;//进程句柄
if（hProcessSnap==INVALID_HANDLE_VALUE）{
printf（"CreateToolhelp32Snapshot调用失败.\n"）;
exit（0）;
}
cout<<"输入进程ID，查询进程的内存分布空间：
"<intPID=0;
cin>>PID;
hProcess=GetProcessHandle（PID）;
ShowAllProcess（PID）;
WalkVM（hProcess）
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