第八节 在进程中执行新程序的三种方法

进程和人类一样，都有产生、生长、睡眠和死亡等各种生命形态。其中，函数fork创建新的进程，函数exec执行新的程序，函数sleep休眠正在执行的进程，函数wait同步进程， exit结束进程，进程就死亡了。

 

(1) fork - exec

调用fork创建的子进程，将共享父进程的代码空间，复制父进程的进程数据空间， 如堆栈等。调用exec函数后，将会使用新程序的代码覆盖进程中原来的程序代码，并使进程使用函数提供的命令行参数和环境变量去执行新的程序。

 

exec函数族有六个函数如下:

 

#include <unistd.h>

int execl(const char *path, const char *arg0, ..., (char *)0);

int execle(const char *path, const char *arg0, ..., (char *)0, char *const envp[]);

int execlp(const char *file, const char *arg0, ..., (char *)0);

int execv(const char *path, const char *argv[]);

int execve(const char *path, const char *argv[], const char *envp[]);

int execvp(const char *file, const char *argv[]);

extern char **environ;

 

如何用fork-exec方式执行程序'uname -a?

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

#include <stdio.h>

int main()

{

pid_t pid;

if((pid = fork()) == 0){

fprintf(stderr, "---- begin ----/n");

// sleep(3); // 睡眠3秒会导致子进程成为僵死进程

execl("/bin/uname", "uname", "-a", 0);

fprintf(stderr, "---- end ----/n");

}

else if(pid > 0)

fprintf(stderr, "fork child pid = [%d]/n", pid);

else

fprintf(stderr, "Fork failed./n");

return 0;

}

[bill@billstone Unix_study]$ gcc exec1 -o exec1

[bill@billstone Unix_study]$ ./exec1

---- begin ----

Linux billstone 2.4.20-8 #1 Thu Mar 13 17:18:24 EST 2003 i686 athlon i386 GNU/Linux

fork child pid = [13276]

[bill@billstone Unix_study]$ ./exec1

---- begin ----

fork child pid = [13278]

[bill@billstone Unix_study]$ Linux billstone 2.4.20-8 #1 Thu Mar 13 17:18:24 EST 2003 i686 athlon i386 GNU/Linux

 

(2) vfork-exec

vork比起fork函数更快，二者的区别如下：

(a) vfork创建的子进程并不复制父进程的数据，在随后的exec调用中系统会复制新程序的数据到内存。

(b) 父进程以vfork方式创建子进程后将被阻塞，直到子进程推出或执行exec调用后才能继续运行。

当进程只用来执行新程序时，vfork-exec模型比fork-exec模型具有更高的效率，这种方法也是shell创建新进程的方式。

 

 

//exec2.c

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

#include <stdio.h>

int main()

{

pid_t pid;

if((pid = vfork()) == 0){

fprintf(stderr, "---- begin ----/n");

sleep(3);

execl("/bin/uname", "uname", "-a", 0);

fprintf(stderr, "---- end ----/n");

}

else if(pid > 0)

fprintf(stderr, "fork child pid = [%d]/n", pid);

else

fprintf(stderr, "Fork failed./n");

return 0;

}

[bill@billstone Unix_study]$ gcc exec2.c -o exec2

[bill@billstone Unix_study]$ ./exec2

---- begin ----

fork child pid = [13293]

[bill@billstone Unix_study]$ Linux billstone 2.4.20-8 #1 Thu Mar 13 17:18:24 EST 2003 i686 athlon i386 GNU/Linux

 

(3) system

在UNIX中，我们也可以使用system函数完成心程序的执行。

nt system(const char * string);　　函数说明　　system()会调用fork()产生子进程，由子进程来调用/bin/sh-c string来执行参数string字符串所代表的命令，此命>令执行完后随即返回原调用的进程。在调用system()期间SIGCHLD 信号会被暂时搁置，SIGINT和SIGQUIT 信号则会被忽略。　　返回值　　=-1:出现错误　　=0:调用成功但是没有出现子进程　　>0:成功退出的子进程的id　　如果system()在调用/bin/sh时失败则返回127，其他失败原因返回-1。若参数string为空指针(NULL)，则返回非零值>。如果system()调用成功则最后会返回执行shell命令后的返回值，但是此返回值也有可能为 system()调用/bin/sh失败所返回的127，因此最好能再检查errno 来确认执行成功。　　附加说明　　在编写具有SUID/SGID权限的程序时请勿使用system()，system()会继承环境变量，通过环境变量可能会造成系统安全的问题。

 

//exec3.c

#include <unistd.h>

#include <stdio.h>

int main()

{

char cmd[] = {"/bin/uname -a"};

system(cmd);

return 0;

}

[bill@billstone Unix_study]$ gcc exec3.c  -o exec3

[bill@billstone Unix_study]$ ./exec3

Linux billstone 2.4.20-8 #1 Thu Mar 13 17:18:24 EST 2003 i686 athlon i386 GNU/Linux

[bill@billstone Unix_study]$