【Linux】进程替换(七)

目录

前言：

一、进程替换

二、execl函数

1.进程替换函数的返回值

2.多进程进行程序替换

三、execv函数

四、execlp函数

五、execvpe函数

六、新增环境变量

七、系统调用的函数

总结：

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前言：

我们知道了进程退出信息，进程的一些属性，进程调度算法等等，这些知识其实都是在为你学习本章内容做铺垫，如果一个子进程不想执行任何关于父进程的内容怎么办呢？本章我们学习进程替换，也是一个非常重磅的内容，我们开始吧！

一、进程替换

我们之前写的子进程都会读取父进程的代码，如果我们不想读取父进程代码，直接执行新的程序呢？就需要用到程序替换系统调用接口了。

一共7个关于进程替换的接口，我们要具体掌握其中5个。

其中最后的参数...大家是否还有印象？对，它就是可变参数列表，我们使用的printf函数中源代码就有他。

二、execl函数

我们先来使用第一个execl函数，来观察它的具体使用方法：

#include<iostream> #include<cstdio> #include<unistd.h> int main() { execl("/bin/ls", "ls", "-l", "-a", nullptr); //最后必须以nullptr结尾 return 0; }

可以发现，我们可以让代码执行系统的命令，也就是程序替换。

所以进程替换是创建新进程吗？并不是，只是把代码和数据替换，修改了页表映射，但PCB信息并不变。

我们来具体讲解一下execl函数：

我们也可以验证到底有没有产生新进程，我们再编写一个other的.c文件，并把它的pid打印出来：

所以进程替换和创建子进程不一样！ 

1.进程替换函数的返回值

execl这类进程替换函数它要有返回值吗？我们再来通过代码验证：

我们还是以ls这个进程替换作为对象，我们执行一个ls的正确命令和执行一个不存在的lsssss命令

所以execl这样的函数返回了就是失败了！ 有很多函数的返回值我们都不需要关心，比如exit。

2.多进程进行程序替换

刚才是使用单进程进行程序替换，接下来我们使用多进程进行程序替换。创建子进程之后让子进程进行程序替换。

#include<iostream> #include<cstdio> #include<unistd.h> #include<sys/types.h> #include<sys/wait.h> int main() { pid_t id = fork(); if (id == 0) { //子进程 sleep(3); execl("/bin/ls", "ls", "-l", "--color", "-a", nullptr); exit(1); } //父进程 pid_t rid = waitpid(id, nullptr, 0); if (rid > 0) { printf("等待子进程成功!\n"); } return 0; }

其实系统最开始会创建一个进程(bash)，之后我们输入命令其实本质就是fork之后进程替换execl,所以我们可以实现一个简单的shell。 

三、execv函数

不多废话，上代码！

int main() { pid_t id = fork(); if (id == 0) { //子进程 char *const argv[] = {"ls", "--color", "-a", "-l", nullptr}; execv("/usr/bin/ls", argv); exit(1); } //父进程 pid_t rid = waitpid(id, nullptr, 0); if (rid > 0) { printf("等待子进程成功!\n"); } return 0; }

命令行参数是如何传给你的程序的？我们在执行程序的时候，命令行帮我们fork并且execv了。是命令行将我们输入的字符串组织成数组，通过execv将参数传入。

其实execl内部把这些参数形成表，之后传入调用的命令main函数中，也顺便统计了个数。

四、execlp函数

这里再补充一下：

l: list v: vector

结果都是一样的。 

五、execvpe函数

我们在写一个新程序让其打印环境变量。

之后修改myexec.cc的代码，让other程序作为替换的进程：

int main() { pid_t id = fork(); if (id == 0) { //子进程 char* const env[] = { (char*)"HELLO=bite" }; execvpe("./other", nullptr, env); exit(1); } //父进程 pid_t rid = waitpid(id, nullptr, 0); if (rid > 0) { printf("等待子进程成功!\n"); } return 0; }

关于环境变量：

1.让子进程继承父进程全部的环境变量

2.可以传递全新的环境变量(自己定义，自己传送)

比如shell最开始就将自己的环境变量传入给自己创建的子进程。

六、新增环境变量

我们使用putenv这个函数新增环境变量。

这个函数是我们直接在程序里面写，之后就会默认追加。我们将other.c代码修改为打印环境变量，之后使用putenv函数新增环境变量给创建的子进程。

程序替换不影响命令行参数和环境变量。

七、系统调用的函数

我们刚才使用的都是C的库函数，真正的系统调用函数是execve函数。

总结：

我们已经知道了如何进行程序替换，这其实是一个很重要的概念，我们以后其实会用很多。接下来我们要利用已学的知识完成一个自己的shell程序。是不是非常期待，对，这部分很烦，但是必须跟下来，下一章继续！