进程替换详解(Linux)

目录

1、先看代码 && 现象

2、解释原理

3、进程替换的作用

4、使用所有的替换方法，并且认识函数参数的含义

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1、先看代码 && 现象

代码：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>int main()
{printf("testexec ... begin!\n");execl("/usr/bin/ls","ls","-l","-a",NULL);printf("testexec ... end!\n");return 0;
}

现象：

2、解释原理

用fork创建子进程后执行的是和父进程相同的程序(但有可能执行不同的代码分支)，子进程往往要调用一种exec函数以执行另一个程序。

当进程调用一种exec函数时，该进程的用户空间代码和数据完全被新程序替换，从新程序的启动例程开始执行。

调用exec系列的函数并不创建新进程，所以调用exec前后该进程的id并未改变。

本质：就是将当前程序的代码和数据进行替换。

补充：站在被替换的进程的角度：本质就是这个程序被加载到了内存中了！

补充一个问题：这个过程是怎么加载的呢？

答：OS直接调用 exec* 系列的函数，这类函数就是类似于一种 Linux 上的加载函数。

补充：exec* 系列的函数，执行完毕之后，后面的代码就都被替换了。

注：exec 系列的函数的返回值是可以不关心的，因为如果替换成功，则不会执行原本后面的代码，如果替换失败，就会执行原本后面的代码，所以只需要看原本后面的代码有没有被执行，就能判断是否替换成功了。

3、进程替换的作用

1. 让子进程执行父进程代码的一部分
2. 让子进程去执行一个全新的程序(用 exec* 系列的函数) -- 注：此时不仅是数据需要写时拷贝，连代码都需要进行写时拷贝。

进程替换：

4、使用所有的替换方法，并且认识函数参数的含义

替换函数

其实有六种以exec开头的函数，统称exec函数:

#include <unistd.h>

int execl(const char *path， const char *arg， ...);

拿 execl 做例子，来详解一下：

path：所要运行的程序的路径(找到它)。

后面的参数的传参方式：在命令行中，是怎么执行这些命令的，那就怎么传参。

ex：

execl("/usr/bin/ls"，"ls"，"-a"，"l"，NULL); -- 注：语法要求必须以 NULL 结尾。

总结：第一个参数是在问你“你想执行谁？”，后面的参数是在问你“你想怎么执行它？”

int execlp(const char *file， const char *arg， ...);

补充：const char *file：用户可以不传要执行的文件的路径(但是文件名要传)，就是直接告诉 exec* ，我要执行谁就行了。

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[]); -- 注：只有这个是真正的系统调用，其他 5 个都是用C语言封装了 execve 后的库函数。

进程替换函数：

补充一个问题：有一个系统调用 execve 就够用了，为什么还要有其他 5 个库函数？

答：为了支持不同的应用场景。

补充：函数解释

1. 这些函数如果调用成功则加载新的程序从启动代码开始执行，不再返回。
2. 如果调用出错则返回-1。
3. 所以exec函数只有出错的返回值而没有成功的返回值。

命名理解

这些函数原型看起来很容易混，但只要掌握了规律就很好记。

• l(list) : 表示参数的传参方式采用列表。
• v(vector) : 表示参数的传参方式采用数组。
• p(path) : 表示系统会自动在环境变量 PATH 中查找这个你要执行的程序。
• e(env) : 表示整体替换所有的环境变量。-- 注：1、可以用全新的环境变量(自定义)给子进程 2、用老的环境变量给子进程(比如environ) 3、将老的环境变量修改一部分再给子进程

补充：putenv ，该函数可用于往当前环境变量中添加新的环境变量(具体用法看 man 手册)。

注：程序替换也可以替换成我们自己写的程序。