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【Linux】进程替换(七)

article 2025/3/4 21:17:39

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：

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;
}