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fork 创建子进程后执行的是和父进程相同的程序#xff08;但有可能执行不同的代码分支#xff09; #xff0c;子进程往往要调用一种 exec 函数以执行另一个程序。当进程调用一种 exec 函数时#xff0c;该进程的用户空间代码和数据完全被新程序替换#xff…exec 函数族
fork 创建子进程后执行的是和父进程相同的程序但有可能执行不同的代码分支 子进程往往要调用一种 exec 函数以执行另一个程序。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。 将当前进程的.text、.data 替换为所要加载的程序的.text、.data然后让进程从新的.text 第一条指令开始执行 但进程 ID 不变换核不换壳。 其实有六种以 exec 开头的函数统称 exec 函数
1. int execl(constchar*path,const char*arg,...);
2. int execlp(constchar*file,const char*arg,...);
3. int execle(constchar*path,const char*arg,...,char*constenvp[]);
4. int execv(constchar*path,char*constargv[]);
5. int execvp(constchar*file,char*constargv[]);
6. int execve(constchar*path,char*constargv[],char*constenvp[]);execlp 函数
加载一个进程借助 PATH 环境变量 intexeclp(constchar*file,constchar*arg,...);
成功无返回失败-1
参数 1要加载的程序的名字。该函数需要配合 PATH 环境变量来使用当 PATH 中所有目录搜索后没有参 数 1 则出错返回。 该函数通常用来调用系统程序。如ls、date、cp、cat 等命令。
编写一个程序实现Linux下shell命令ls -l -a #includestdio.h#includeunistd.h#includestdlib.hint main(void){pid_t pid;pidfork();if(pid-1){ perror(fork error:);exit(1);}else if(pid0){ sleep(1);printf(parent\n);}else{execlp(ls,ls,-l,-a,NULL); } return 0;}execl 函数
这个程序可以加载自定义的函数加载一个进程 通过 路径程序名 来加载。
intexecl(constchar*path,constchar*arg,...);成功无返回失败-1
对比 execlp如加载ls命令带有-l-F 参数 execlp(ls,ls,-l,-F,NULL); 使用程序名在 PATH 中搜索。 execl(/bin/ls,ls,-l,-F,NULL); 使用参数 1 给出的绝对路径搜索。
这个函数可以加载自定义的程序
被加载的程序
#includestdlib.h
#includeunistd.h
#includestdio.h
int main()
{while(1){sleep(1);printf(-------\n);} return 0;
}加载程序
#includestdio.h
#includeunistd.h
#includestdlib.h
int main(void)
{pid_t pid;pidfork();if(pid-1){ perror(fork error:);exit(1);}else if(pid0){ sleep(1);printf(parent\n);}else{// execlp(ls,ls,-l,-h,NULL);// execl(/bin/ls,ls,-l,-h,NULL);execl(./execl_test,execl_test,NULL); } return 0;
}execvp 函数
加载一个进程使用自定义环境变量 env intexecvp(constcharfile,constcharargv[]); 变参形式
…argv[] (main 函数也是变参函数形式上等同于 intmain(intargc,char*argv0,…))
变参终止条件
NULL 结尾固参指定 execvp 与 execlp 参数形式不同原理一致。
将当前进程信息打印到文件中 int dup2(int oldfd, int newfd);完成文件描述符拷贝
#includeunistd.h
#includefcntl.h
#includestdio.h
#includestdlib.hint main()
{int fd; //打开文件文件名为ps.out,只写方式打开文件不存在创建存在截断为0.指定打开文件权限为644fdopen(ps.out,O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0644);//返回为0为打开失败if(fd0){perror(open ps.out error);exit(1);} dup2(fd,STDOUT_FILENO);//dup2(3,1);fd,stdoutexeclp(ps,ps,ax,NULL);//隐式回收进程结束时会把所有打开的文件都关闭掉return 0;
}exec 函数族一般规律
exec 函数一旦调用成功即执行新的程序不返回。只有失败才返回错误值-1。所以通常我们直接在 exec 函数 调用后直接调用 perror()和 exit()无需 if 判断。
l (list) 命令行参数列表p (path) 搜素 file 时使用 path 变量v(vector)使用命令行参数数组e(environment) 使用环境变量数组,不使用进程原有的环境变量设置新加载程序运行的环境变量
事实上只有 execve 是真正的系统调用其它五个函数最终都调用 execve所以 execve 在 man 手册第 2 节 其它函数在 man 手册第 3 节。这些函数之间的关系如下图所示。 僵尸进程和孤儿进程
孤儿进程
孤儿进程: 父进程先于子进程结束则子进程成为孤儿进程子进程的父进程成为 init 进程称为 init 进程领 养孤儿进程。 创建孤儿进程
#includestdio.h
#includeunistd.h
#includestdlib.hint main()
{pid_t pid;pidfork();if(pid-1){perror(fork);exit(1);}else if(pid0){sleep(1);printf(I am parent pid %d,parentID %d\n,getpid(),getppid());}else if(pid0){printf(child pid %d,parentID%d \n,getpid(),getppid()); sleep(3);printf(child pid %d,parentID%d \n,getpid(),getppid());} return 0;
}僵尸进程
僵尸进程: 进程终止父进程尚未回收子进程残留资源PCB存放于内核中变成僵尸Zombie进程。 特别注意僵尸进程是不能使用 kill 命令清除掉的。因为 kill 命令只是用来终止进程的而僵尸进程已经终止
用wait或者waitpid回收或者杀死他爸回收子进程
wait 函数
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 如果是正常终止则保存着退出状态 如果是异常终止则保存着导致该进程终止的信号是哪个。 这个 进程的父进程可以调用 wait 或 waitpid 获取这些信息然后彻底清除掉这个进程。 我们知道一个进程的退出状态可 以在 Shell 中用特殊变量$?查看因为 Shell 是它的父进程当它终止时 Shell 调用 wait 或 waitpid 得到它的退出状态 同时彻底清除掉这个进程。 父进程调用 wait 函数可以回收子进程终止信息。该函数有三个功能 阻塞等待子进程退出 回收子进程残留资源 获取子进程结束状态(退出原因)。 pid_t wait(int*status); 成功清理掉的子进程 ID失败-1(没有子进程) 当进程终止时操作系统的隐式回收机制会1.关闭所有文件描述符 2. 释放用户空间分配的内存。内核的 PCB 仍存在。其中保存该进程的退出状态。(正常终止→退出值异常终止→终止信号)
可使用 wait 函数传出参数 status 来保存进程的退出状态。借助宏函数来进一步判断进程终止的具体原因 宏函 数可分为如下三组 1 WIFEXITED(status) 为非 0 → 进程正常结束
WEXITSTATUS(status) 如上宏为真使用此宏 → 获取进程退出状态 (exit 的参数) 示例代码
#includestdio.h
#includestdlib.h
#includeunistd.h
#includesys/wait.hint main(void)
{pid_t pid,wpid;pidfork();int status;if(pid0){// pritnf(---child,my parent %d,going to sleep 10s\n,getppid());sleep(3);printf(----------------child die--------------\n);return 100 ; }else if(pid0){wpidwait(status);if(wpid-1){perror(wait error:);exit(1);} if(WIFEXITED(status)){printf(child exit with %d\n,WEXITSTATUS(status));} while(1){// printf(I am parent,pid %d,myson %d\n,getpid(),pid);sleep(1);} }else{perror(fork);return 1;} return 0;
}2 WIFSIGNALED(status) 为非 0 → 进程异常终止 WTERMSIG(status) 如上宏为真使用此宏 → 取得使进程终止的那个信号的编号。 示例代码
int main(void)
{pid_t pid,wpid;pidfork();int status;if(pid0){// pritnf(---child,my parent %d,going to sleep 10s\n,getppid());sleep(20);printf(----------------child die--------------\n);return 100 ;}else if(pid0){wpidwait(status);if(wpid-1){perror(wait error:);exit(1);} if(WIFEXITED(status)){printf(child exit with %d\n,WEXITSTATUS(status));} if(WIFSIGNALED(status)){printf(child killed by %d\n,WTERMSIG(status));} while(1){// printf(I am parent,pid %d,myson %d\n,getpid(),pid);sleep(1);} }else{perror(fork);return 1;} return 0;
} 3. 3 WIFSTOPPED(status) 为非 0 → 进程处于暂停状态 WSTOPSIG(status) 如上宏为真使用此宏 → 取得使进程暂停的那个信号的编号。 WIFCONTINUED(status) 为真 → 进程暂停后已经继续运行示例代码
#includestdio.h
#includestdlib.h
#includeunistd.h
#includesys/wait.hint main(void)
{pid_t pid,wpid;pidfork();if(pid0){// pritnf(---child,my parent %d,going to sleep 10s\n,getppid()); sleep(10);printf(----------------child die--------------\n);}else if(pid0){wpidwait(NULL);if(wpid-1){perror(wait error:);exit(1);} while(1){// printf(I am parent,pid %d,myson %d\n,getpid(),pid);sleep(1);} }else{perror(fork);return 1;} return 0;
}waitpid 函数
作用同 wait但可指定 pid 进程清理可以不阻塞。
pid_t waitpid(pid_t pid,int* status,in options); 成功返回清理掉的子进程 ID失败-1(无子进程)特殊参数和返回情况 参数 pid
0 回收指定 ID 的子进程-1 回收任意子进程相当于 wait0 回收和当前调用 waitpid 一个组的所有子进程-1 回收指定进程组内的任意子进程如果传的是进程组ID则回收全部该组内全部进程kill也可以用
返回 0参 3 为 WNOHANG指定为非阻塞且子进程正在运行。 注意一次 wait 或 waitpid 调用只能清理一个子进程清理多个子进程应使用循环。
#includestdio.h
#includeunistd.h
#includestdlib.h
#includesys/wait.hint main(int argc,char *argv[])
{int n5,i; //默认创建5个进程pid_t p,q;pid_t wpid;if(argc2){natoi(argv[1]);} for(i0;in;i){ //出口1父进程专用出口pfork();if(p0){break; //出口2子进程出口i不自增}else if(i3){qp;} } //父进程if(ni){sleep(n);printf(I am parent,pid %d\n,getpid(),getgid());do{ wpidwaitpid(-1,NULL,WNOHANG);//wait(NULL);if(wpid0){n--;} //if wpid0 说明子进程正在运行sleep(1);}while(n0); //循环回收多个子进程//while(wait(NULL));//while(1);printf(wait finish\n);//打印子进程}else{sleep(i);printf(I am %dth child,pid %d,gpid%d\n,i1,getpid(),getgid());}return 0;
}
