1 什么是创建新进程(夺舍)
子进程是父进程的副本,复制父进程除代码段以外的其他数据,代码段数据和父进程共享。
子进程的PID与父进程不同:
而创建新进程则不同。
与fork()不同,exec函数族不是创建调用进程的子进程,而是创建一个新的进程去掉调用进程自身。
新进程的PID与调用进程相同(子进程变身后,父子关系不变):
2 创建新进程(夺舍)
exec不是一个函数,而是一堆函数(6个),称为exec函数族。它们的功能是相同的,用法也相近,只是参数的形式和数量略有不同。建议只熟练用第1个即可。
int execl (const char* path, const char* arg, …);
int execlp (const char* file, const char* arg, …);
int execle (const char* path, const char* arg, …, char* const envp[]);
int execv (const char* path, char* const argv[]);
int execvp(const char* file, char* const argv[]);
int execve(const char* path, char* const argv[], char* const envp[]);
功能:让新进程取代原本的旧进程
arg:命令行参数
envp:旧进程为新进程指定的环境变量,不指定则从调用进程复制。
变相地在向新进程传递数据!
l:list,新进程的命令行参数以字符指针列表(const char* arg, …)的形式传入,列表以空
v:vector,新进程的命令行参数以字符指针数组(char* const argv[])的形式传入,数组以
p:path,若第一个参数中不包含“/”完整路径,则将其视为文件名,并根据PATH环境变
e:environment,新进程的环境变量以字符指针数组(char* const envp[])的形式传入,
其实6个exec函数只有execve是真正的系统调用,其它5个是对evecve的简单包装:
调用exec函数不仅改变调用进程的地址空间和进程映像,调用进程的一些属性也发生了变化(归零、默认、失效):
-与进程内存相关的任何数据都会丢失,包括内存映射文件(局部变量等)
–标准库在用户空间维护的一切数据结构(如通过atexit或on_exit函数注册的退出处理函数)
都会丢失
但有些属性会被新进程继承下来,如PID,PPID,实际用户ID,实际组ID,优先级,文件描述符等。
注意,如果新进程创建成功,exec函数是不会返回的,因为成功的exec调用会以跳转到新进程的入口地址作为结束,而刚刚运行的代码是不会存在于新进程的地址空间中的(旧进程已死,没得返回;新进程没调用,也就返不给新进程)。但如果进程创建失败,exec函数会返回-1。
//new.c 变身的目标
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main(int argc,char* argv[],char* envp[]){
printf("PID : %dn",getpid());
printf("命令行参数:n");
for(char** pp = argv;*pp;pp++){
printf("%sn",*pp);
}
printf("环境变量:n");
for(char** pp = envp;*pp;pp++){
printf("%sn",*pp);
}
printf("---------------------n");
return 0;
}
//编译执行为new,作为变身的目标
//exec.c 创建新进程(bash的子进程exec变身成new进程)
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main(void){
printf("%d进程:我要变身了n",getpid());
/*if(execl("./new","new","hello","123",NULL) == -1){ //第一个参数已定位,故第二
perror("execl"); //个new无需再./
return -1;
}*/
/*if(execl("/bin/ls","ls","-i","-a","-l",NULL) == -1){ //变身成ls命令
perror("execl"); //命令的本质就是可执行程序
return -1;
}*/
/*if(execlp("lsSSSS","ls","-a","-i",NULL) == -1){ //报错
perror("execlp");
return -1;
}*/
//演示execve(),定义2个char* []
//指定新进程的环境变量,变相在新旧进程间传递数据!
char* envp[] = {"NAME=laozhang","AGE=18","FOOD=guobaorou",NULL};
/*if(execle("./new","new","hello","123",NULL,envp) == -1){
perror("execle");
return -1;
}*/
char* argv[] = {"new","hello","123",NULL};
if(execve("./new",argv,envp) == -1){
perror("execve");
return -1;
}
printf("%d进程:变身完成了n",getpid());//不会执行,因为前面已经进入new进程了
return 0; //本进程已被抛弃,代码自然不被执行
}
//编译执行
调用exec函数固然可以创建出新的进程,但是新进程会取代原来的进程。如果既想创建新的进程,同时又希望原来的进程继续存在, 则可以考虑fork() + exec()模式,即在fork产生的子进程里调用exec函数,新进程取代了子进程,但父进程依然存在:
//forkexec.c fork() + exec()模式
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/wait.h>
int main(void){
//创建子进程
pid_t pid = fork();
if(pid == -1){
perror("fork");
return -1;
}
//子进程代码,exec变身
if(pid == 0){
if(execl("./new","new","hello","123",NULL) == -1){
perror("execl");
return -1;
}
//return 0; //可以注释掉,因为已变身成new进程了,这里压根不执行
} //即使变身失败,也return -1; 了
//父进程代码,收尸
int s;//用来输出子进程的终止状态
if(waitpid(-1,&s,0) == -1){ //-1任意PID,0阻塞
perror("waitpid");
return -1;
}
if(WIFEXITED(s)){
printf("正常终止:%dn",WEXITSTATUS(s));
}else{
printf("异常终止:%dn",WTERMSIG(s));
}
//创建第二个子进程
pid = fork();
if(pid == -1){
perror("fork");
return -1;
}
//子进程代码
if(pid == 0){
if(execl("/bin/ls","ls","-i","-l",NULL) == -1){
perror("execl");
return -1;
}
//return 0;
}
//父进程代码
if(waitpid(-1,&s,0) == -1){
perror("waitpid");
return -1;
}
if(WIFEXITED(s)){ //宏,判断进程死因
printf("正常终止:%dn",WEXITSTATUS(s));
}else{
printf("异常终止:%dn",WTERMSIG(s));
}
return 0;
}
//编译执行
3 system() 最优
system() == fork() + exec () + waitpid()
使用system()函数而不用vfork() + exec ()的好处是,system函数针对各种错误和信号都做了必要的处理,而且system是标准库函数,可跨平台使用,各种报错措施也完备。
int system(const char* command);
system()函数执行command参数所表示的命令行,并返回命令进程的终止状态。
若command参数取NULL,返回非0表示shell可用,返回0表示shell不可用。
在system()函数内部调用了vfork() exec () 和waitpid()等函数:
-如果调用vfork()或waitpid()函数出错,则返回-1
-如果调用exec()函数出错,则在子进程中执行exit(127)
-如果都成功,则返回command进程的终止状态(由waitpid()的status参数获得)
//system.c system()函数演示
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h> //system()是标准库函数
#include<sys/wait.h>
int main(void){
int s = system("./new hello 123"); //就像在命令行输入
if(s == -1){ //system()失败
perror("system");
return -1;
}
if(WIFSIGNALED(s)){ //宏1
printf("异常终止:%dn",WTERMSIG(s)); //sytem()成功,./new失败
}else{
printf("正常终止:%dn",WEXITSTATUS(s));
}
//创建第2个新进程
s = system("ls -i -l --color=auto"); //试试不加--
if(s == -1){ //.bashrc中alias ls='ls --color=autu'后,
perror("system"); //只有bash终端自带效果,但程序中要手敲
return -1;
}
if(WIFEXITED(s)){ //宏2,等效滴
printf("正常终止:%dn",WEXITSTATUS(s));
}else{
printf("异常终止:%dn",WTERMSIG(s));
}
return 0;
}
//编译执行
vfork()生成的子进程,不会复制数据,而是共用父进程的数据,省时省力,至今用于system()底层。运行时子进程优先用,父进程阻塞;子进程结束后,父进程才继续运行。
近来,写时复制的发明,vfork()用得少了,可不深究,更多用fork()即可。
3.1 电子表?
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