linux ---- 进程 --- 2

2> exec函数

  fork函数创建子进程后，执行的是和父进程相同的程序，子进程往往要调用exec来执行另一个程序，当进程调用exec函数时， 该进程的用户空间代码以及数据完全被替换掉，从新的程序启动例程开始执行。调用exec并不创建新的进程，所以调用exec进程的ID没有改变。

exec函数是有六种，分别如下：

#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[]);

以上这些函数如果执行成功，则加载新的程序，从启动代码开始执行，并且不再返回，如果调用出错了，就返回-1.

这些函数看起来很容易混淆，其实只要掌握规律来记，也是很简单的。

不带自己字母p(p 表示PATH)， 第一个参数必须是程序的相对路径或者绝对路径。

带p的， 如果参数中包含‘/’， 则将其视为路径名， 否则为不带路径的程序名，在PATH中搜索这个程序。

带l(表示list)的，要求将新程序的每一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，因此原型中有...，...中的最后一个可变参数应该为NULL，起sentinel的作用。

带v（vector）的，  则应该先构造一个指向个参数的指针的数组，然后将该数组的首地址传给它， 数组中的最后一个参数也应该是NULL， 就像main函数的argv一样。

带e(environment), 可以把一个新的环境变量表传给他，其他的exec函数都是使用当前的环境变量表。

exec调用举例如下；

---------------------------------------------------------------------------------

char *const ps_argv[] ={"ps", "-o", "pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm", NULL};

char *const ps_envp[] ={"PATH=/bin:/usr/bin", "TERM=console", NULL};

execl("/bin/ps", "ps", "-o", "pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm", NULL);

execv("/bin/ps", ps_argv);

execle("/bin/ps", "ps", "-o", "pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm", NULL, ps_envp);

execve("/bin/ps", ps_argv, ps_envp);

execlp("ps", "ps", "-o", "pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm", NULL);

execvp("ps", ps_argv);

exec函数之间的关系如下：

注意：

exec调用后，原来打开的文件描述符，还是打开的， 这个特性可以用来实现I/O的重定向。

3. wait/ waitpid

一个进程在终止时会关闭所有文件描述符，释放在用户空间分配的内存， 但它的PCB还保留着，内核在其中保存了一些信息：如果是正常退出，则保存着退出状态， 如果是异常终止，则保存着导致系统进程终止的信号。

如果一个进程已经终止，但是他的父进程未调用wait/waitpid来对它进行清理，这时的进程状态称为僵尸状态，任何进程在终止后，都是僵尸状态。正常情况下，父进程会在子进程终止后，立即清理它的。

Kill命令是无法杀死僵尸进程的，因为kill命令是用来终止进程的，而僵尸进程是已经终止了的。

wait/waitpid函数的原型如下：

pid_t wait(int *status);

pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);

若调用成功则返回被清理的子进程的PID， 否则返回-1.

父进程调用wait/waitpid可能会有如下情况：

• 阻塞
• 带子进程的终止信息立即返回
• 带错立即返回

这两个函数的差异：

• 如果父进程的所有子进程都还在运行，调用wait, 将使父进程阻塞， 而调用waitpid时，可以在option中指定WHNOHANG, 使父进程不阻塞而立即返回0.
• wait等待第一个返回的子进程，而waitpid可以等待指定的进程

可以wait/waitpid不仅可以获得终止信息，而且可以使父进程阻塞，等待子进程终止，起到进程间同步的作用。如果参数status不为空，则子进程的终止信息将通过这个指针返回。