system的另一种封装

最新推荐文章于 2025-05-28 18:31:15 发布

陈（程）序员

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文章标签： linux

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_40732273/article/details/109236861

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本文详细解析了如何使用vfork实现system函数的封装，讨论了vfork相对于fork的效率优势。同时，介绍了execl函数在进程替换中的作用，以及waitpid在等待子进程结束时的角色。文章还提到了SIGCHLD信号对system调用的影响，并阐述了进程退出状态的检查方法，如WIFEXITED、WEXITSTATUS等宏的使用。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

system的封装代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <sys/wait.h>
#include <dirent.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <sys/time.h>
char *pmalloc = NULL;

int system_vfork(const char * cmdstring) 
{ 
	pid_t pid; 
	int status; 
	
	
	if(cmdstring == NULL) 
	{ 
		return (1); //如果cmdstring为空，返回非零值，一般为1 
	} 
	if((pid = vfork())<0) 
	{ 
	 	status = -1; //fork失败，返回-1 
	} 
	else if(pid == 0) 
	{ 
		execl("/bin/sh", "sh", "-c", cmdstring, (char *)0); 
		_exit(127); // exec执行失败返回127，注意exec只在失败时才返回现在的进程，成功的话现在的进程就不存在啦~~ 
	} 
	else //父进程 
	{ 
		while(waitpid(pid, &status, 0) < 0) 
		{ 
			if(errno != EINTR) 
			{ 
				status = -1; //如果waitpid被信号中断，则返回-1   EINTR Interrupted system call
				break; 
			} 
		} 
	} 
	return status; //如果waitpid成功，则返回子进程的返回状态 
}

/* 封装system系统函数，打印记录错误 */
int INF_System(const char *cmd)
{
    int status = -1;
    if (NULL == cmd)
    {
        printf("INF_System error, cmd is NULL");
        return -1;
    }

    status = system_vfork(cmd);

    if (-1 == status)
    {
        printf("INF_System error, status = %d, cmd[%s], errno%d : %s", \
             status, cmd, errno, strerror(errno));
        return status;
    }

    if (WIFEXITED(status))
    {
        if (127 == WEXITSTATUS(status))
        {
            printf("INF_System error, status = %d, cmd[%s], errno%d : %s", \
            WEXITSTATUS(status), cmd, errno, strerror(errno));
            return status;
        }
    }
    else if (WIFSIGNALED(status))
    {
        printf("INF_System error, status = %d, sig = [%d], cmd[%s], errno%d : %s", \
            WEXITSTATUS(status), WTERMSIG(status), cmd, errno, strerror(errno));
    }
    else if (WIFSTOPPED(status))
    {
        printf("INF_System error, status = %d, sig = [%d], cmd[%s], errno%d : %s", \
            WEXITSTATUS(status), WSTOPSIG(status), cmd, errno, strerror(errno));
    }

    return status;
}

int main()
{
	INF_System("ls -l");
	return 0;
}

system的封装代码其实就是fork改成了vfork来实现，虽然fork实现了写时拷贝，效率得到很大改善，但如果只是执行shell命令这一块，vfork的效率还是比fork高的。
如果system之前，把SIGCHLD信号行为被设置为SIG_IGN，或者其他行为，而不是SIG_DFL 行为，执行system就会报错，因为waitpid()函数有可能因为找不到子进程而报ECHILD错误。（SIGCHLD 忽略信号当子进程停止或退出时通知父进程）

**int execl(const char path, const char arg, …)
execl函数特点:
　　当进程调用一种exec函数时，该进程完全由新程序代换，而新程序则从其main函数开始执行。因为调用exec并不创建新进程，所以前后的进程ID并未改变。exec只是用另一个新程序替换了当前进程的正文、数据、堆和栈段。exec函数·一旦成功，后面的代码是无法执行的。
　　
wait/waitpid（等待子进程中断或结束）
**作用：**使父进程阻塞等待子进程的退出，将子进程的状态切换为死亡态以便于系统释放子进程的资源。
定义函数 pid_t waitpid(pid_t pid,int * status,int options);
函数调用 waitpid(pid, NULL, 0);
函数说明 waitpid()会暂时停止目前进程的执行，直到有信号来到或子进程结束。如果在调用waitpid()时子进程已经结束，则waitpid()会立即返回子进程结束状态值。子进程的结束状态值会由参数status返回，而子进程的进程识别码也会一快返回。如果不在意结束状态值，则参数status可以设成NULL。参数pid为欲等待的子进程识别码，其他数值意义如下:
pid<-1 等待进程组识别码为pid绝对值的任何子进程。
pid=-1 等待任何子进程，相当于wait()。
pid=0 等待进程组识别码与目前进程相同的任何子进程。
pid>0 等待任何子进程识别码为pid的子进程。

返回值如果执行成功则返回子进程识别码(PID)，如果有错误发生则返回-1。失败原因存于errno。

waitpid把子进程的结束状态返回后存于status，有几个宏可判别结束情况：
WIFEXITED(status) 这个宏用来指出子进程是否为正常退出的（通过exit()或者_exit()），如果是，它会返回一个非零值。

WEXITSTATUS(status) 当WIFEXITED返回非零值时，我们可以用这个宏来提取子进程的返回值，如果子进程调用exit(5)退出，WEXITSTATUS(status)就会返回5；如果子进程调用exit(7)，WEXITSTATUS(status)就会返回7。请注意，如果进程不是正常退出的，也就是说，WIFEXITED返回0，这个值就毫无意义。
WIFEXITED(status) 如果子进程正常退出，则该宏伟真

WEXITSTATUS(status) 如果子进程正常退出，则宏将获取子进程的退出值

WIFSIGNALED(status)如果子进程是因为信号而结束，则此宏值为真

WIFSTOPPED(status)如果子进程的被信号暂停，且optionWUNTRACED已经被设置时，则此宏值为真

WTERMSIG(status) 如果子进程被杀死，则该宏将获取导致他死亡的信号值

WSTOPSIG(status) 如果WSTOPSIG(status)为真，则该宏将获取导致子进程暂停的信号值

exit/_exit
作用：进程的正常退出
原型：void exit（int status） void _exit（int status）
区别：exit退出时，会自动冲洗标志IO总残留的数据到内核，如果进程注册了“退出处理函数”，（atexit()注册函数），还会自动执行这些函数。_exit会直接退出。