Linux进程替换-优快云博客

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一、进程替换

1.进程替换的概念

进程替换就是指将当前程序替换成一个新的程序,让当前进程执行这个新程序,如果替换成功了,原来的程序就不会被执行,也不会返回原来的返回值。

2.进程替换的原因

进程替换通常是在子进程中完成的，在学习进程替换之前，我们都是通过条件判断fork()的返回值使用子进程来执行父进程的一部分的代码，其实意义并不大。学习了进程替换可以使子进程执行一个全新的程序。

3.进程替换的本质

一个进程包含PCB，mm_struct(虚拟内存)等结构体，用来联系虚拟内存与物理内存的页表，以及程序的代码和数据。当进程中发生进程替换时，只有代码和数据发生替换，其他的内容不变。也就是说进程替换没有创建新的进程。

4.进程替换的方法

（1）函数的概述

进程运行起来时，它的代码和数据是要被加载到内存中的，是通过exec系列的函数来完成加载的。exec系列函数一共有七个，我们可以通过man手册来进行查询：

通过观察这几个函数我们发现它们都是在exec后面加入了几种后缀名。
可以通过后缀名的含义来进行区分记忆。

l：表示参数采用列表(以列表的方式一个一个传入进去)。
v：参数用数组。
p：有p自动搜索环境变量PATH(只要说名字就可以了，不用指明路径)。
e(env)：表示自己维护的环境变量。(不用默认的环境变量)。

（2）execl

以l为后缀，说明以列表的形式传入参数。

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

其中*path表示的是路径，arg表示的是要执行的陈鼓型，“...”表示的就是可变参数列表，及命令行上怎么执行就写入什么函数。必须以NULL作为参数列表的结束。

#include<unistd.h>    
#include<stdio.h>    
#include<sys/wait.h>    
#include<stdlib.h>    
int main()    
{    
  if(fork()==0)    
  {    
    printf("command begin\n");    
    execl("/usr/bin/ls","ls","-a","-l",NULL);                                                                                                            
    printf("command fail\n");    
    exit(1);    
  }    
  waitpid(-1,NULL,0);    
  printf("wait child success\n");    
  return 0;    
}

当执行子进程打印完“command begin”的语句的时候，进行进程替换。其中替换的是usr/bin/ls,在命令行要输入的是ls -a -l,将程序运行起来：

我们发现子进程被替换为了ls进程，并添加了-a -l等选项。

（3）execv

execv的后缀是v，指的是以数组的形式输出参数。
只需要将上面的execl替换为如下即可。

      char* argv[]={"ls","-l","-a",NULL};    
      execv("/usr/bin/ls",argv);

其本质就是将参数列表放在了一个数组argv中。

（4）execlp

    execlp("ls","ls","-l","-a",NULL);

就是将本来要指定的路径改成了通过环境变量进行查找。

（5）execvp

后缀为v和p，v表示以数组的形式，p表示的是不指名具体的路径去查找文件：

      char* argv[]={"ls","-l","-a",NULL};    
      execvp("ls",argv);

（6）execle

后缀为l和e，e表示自己维护环境变量，不使用默认的环境变量。即向要执行的程序中导入环境变量：
建立两个程序一个程序完成进程替换，另一个程序为被替换的程序，负责打印自己的环境变量：

//mytest.c用来打印自身的环境变量
#include<stdio.h>    
#include<stdlib.h>    
#include<unistd.h>    
int main()    
{    
  extern char** environ;    
  int i;                                                                                                                                                 
  for(i=0;environ[i];i++)    
  {    
    printf("%d：%s\n",i,environ[i]);    
  }    
}

//在myload.c中进行进程替换
      char* env[]={"MYENV1=hahaha","MYENV2=hehehe",NULL};    
      execle("./mytest","mytest",NULL,env);

这里要注意的是已经指明了路径，在可变参数列表中可以不写入./
当我们不使用进程替换的时候，直接运行mytest，生成的是系统默认的环境变量：

如果通过进程替换执行mytest的话，它的环境变量就被定义成了env[]，运行的结果是：

（7）execve

execve的代码同理：

      char* argv[]={"mytest",NULL};                                                                                                                      
      char* env[]={"MYENV1=hahaha","MYENV2=hehehe",NULL};    
      execve("./mytest",argv,env);

（8）execvpe

      char* argv[]={"mytest",NULL};                                                                                                                      
      char* env[]={"MYENV1=hahaha","MYENV2=hehehe",NULL};    
      execve("./mytest",argv,env);

由于p是在环境变量中找文件，那么就需要将我们新创建的文件添加到环境变量中，添加的方法为：