进程创建方式与exec函数簇

 

进程的两个基本元素：

1、程序代码；

2、与代码相关联的数据集

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一、要创建一个子进程可以执行fork()系统调用。

         

         返回值：成功的话，有两个返回值（子进程->0，父进程->子进程的 id）；失败返回 -1.

子进程与父进程的关系：数据独立，代码共享。

子进程会得到父进程中数据段，栈段和堆区域的一份拷贝。子进程独立可以修改这些内存段（但这些都是当有进程要对这些区域里的数据进行修改时，拷贝才会发生）。但是文本段是父进程和子进程共享的内存段，不能被子进程修改。

fork成功后，父子进程的执行顺序是不确定的，是由内核的调度算法决定的。

fork的一个特性：父进程的所有打开文件描述符都被复制到子进程中。父子进程的每个相同的打开描述符共享一个文件表项

fork有下面两种用法：

1、父进程希望子进程执行自己的一个代码分支

2、fork成功后，调用exec函数簇，执行其它的代码（进程的程序替换）

fork调用失败的原因：

1、系统中有太多的进程

2、实际用户的进程数超过了限制

父子进程之间的区别： 1. fork的返回值

 2. 进程ID 不同

 3. 具有不同的父进程ID

 4. 子进程的tms_utime 、tms_stime、 tms_cutime及tms_ustime 均被设置为0

 5. 父进程设置的文件锁不会被子进程继承

 6. 子进程的未处理闹钟被清除

 7. 子进程的未处理信号集被设置为空集

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二、要创建一个子进程也可以执行vfork()系统调用。

       

该函数的特点：

（1）父子进程会共享同一地址空间

（2）vfork在保证子进程先运行，它调用 exec或（exit）之后父进程才可能被调度运行 。

注意：子进程不能以 return 结束，否则会死循环（return可能会修改程序计数器，使它又指向main函数的入口地址）

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三、exec进程程序替换

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并不创建新进程 ,所以调用 exec前 后该进程的 id并未改变。

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, ...);

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[]);

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 ,如果调用出错则返回-1, 所以 exec函数只有出错的返回值，而没有成功的返回值。

不带字母 p( 表示path) 的exec 函数 第一个参数必须是程序的相对路径或绝对路径 ,例如"/bin/ls"或 "./a.out",而不能 是 "ls"或 "a.out"。对于带字母 p的函数 : 如果参数中包含 /,则将其视为路径名。 否则视为不带路径的程序名 ,在 PATH环境变量的目录列表中搜索这个程序。

带有字母 l(表示 list)的 exec函数 要求将新程序的每个命令行参数都当作一个参数传给它，命令行参数的个数是可变的 ,因此函数原型中有 ...，...中的 最后一个可变参数应该是NULL, 起sentinel 的作用。

带有字母 v(表示 vector)的函数 ,则应该 先构造一个指向各参数的指针数 组 ,然后将该数组的首地址当作参数传给它 ,数组中的最后一个指针也应该是 NULL, 就像main 函数 的argv参数或者环境变量表一样。

对于以e(表示environment)结尾的exec函数,可以把一份新的环境变量表传给它,其他exec函数 仍使用当前的环境变量表执行新程序。

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四、进行进程程序替换函数的应用举例

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

          

          该程序的执行结果：父进程会输出：this is father process，子进程：会在 "/home/zhangdan/BIT_CLASS"下执行 "ls -al"命令

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

         该函数的使用与（1）类似，只是因为“p"的原因，有所改变。

          如要实现（1）的功能，则上述第11行的 "/bin/ls"可改为”ls"（不改也可以）。

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

         

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

           该函数与（2）的修改方式一样，它是基于（3）可改变第一个参数。