Linux进程替换

进程替换

假如操作系统正在执行某一个程序，我们可以利用程序替换函数指定一个新的程序，让操作系统去执行我们新指定的程序。也就是这样一种情形下，我们fork一个进程，如果fork成功，子进程会和父进程执行相同的代码，而我们创建子进程是希望子进程执行指定的操作，这个要实现在本程序复制之后执行其它程序的过程，我们叫做进程替换

要实现进程替换，我们就要使用exec系列函数

execl

execlp

execle

execv

execvp

execve

其中，替换函数都是以exec开头，后面不同的字符例如：l、v、p、e代表不同的使用方法，一般有如下规律：
l(list) : 表示参数采用列表
v(vector) : 参数用数组
p(path) : 有p自动搜索环境变量PATH
e(env) : 表示自己维护环境变量

其中只有exeve为系统调用，剩下的函数都是调用exeve

我们在Linux中用man命令可以查看exec系列函数族

关于execl系列函数，只是从声明来看，参数中是需要路径

而execv系列函数则是不需要路径的

当系统执行单个execl函数，执行一个新的进程时

对应的虚拟地址和物理地址和磁盘对应的关系图如下

理论部分介绍没有办法深刻理解，我们通过对exec系列函数使用进一步理解

 execl

 这个是不添加fork的单一使用的exec的使用

可以看到execl函数的使用是 路径+参数+结尾标记

这个结尾标记的使用是必须的

（char*）NULL

NULL和\0，0的意义相同，但是（char*）的强转的一定不能少的

单单看到这一步是无法理解execl的使用的

我们对这个程序进行编译运行

可以看到这里运行了我们函数中声明的ps -f命令

那么在程序中为什么没用输出 parent voer！！！

这里我们就要和命令就行 对比来说明

如果我们在终端中给一个错误的命令

这里就是在提示我们错误的原因

那么我们如果在刚刚的main程序中也给出错误的参数

那么结果会如何呢 

 

这里我们把参数改成lss

看看编译运行后会有什么不同的结果

 

我们可以看到最下面就是fork运行的结果，那么可以看到给出了错误的结果还运行了execl后面的代码

这里就涉及了execl的底层运行

如果给出的参数正确，那么代码到execl处就会结束

如果给出的参数不正确，才会执行execl下方的代码 

那么这里我们还看到一个新的输出函数  perror

这个其实和之前学习的标准错误类似

这个函数其实也可以用printf代替，但是用perror可以给出错误的结果

在后续的学习中，我们也可以将perror经常运用

然后还有一个点 这是第一次遇见

我们对main函数进行改变

 

 

 我们运行编译之后再分析结果

可以看到我们这里替换的是系统的ls -a命令

我们再执行一下系统的ls -a命令

 

这里看到系统的ls -a对于可执行程序的颜色是不同于我们替换的ls -a的颜色的

那这是怎么回事呢

其实这是ls的底层执行

实际上我们使用系统的命令执行的ls 是 ls --color 

这里其实是命令的参数执行的规则  --后面会解析为一个单次 例如ls --color

-后面会解析为单个命令 例如 ps -ef

 然后我们修改execl的参数

就可以达到和系统一样的效果

 

这样就可以实现和系统一样的效果

当然我们也可以调用我们自己编写的可执行程序

比如这里我们编写一个简单的main程序

 

前提是要编译出可执行程序

 

 

可以看到这里就也可以替换成我们自己编译的main程序

execl和fork结合

我们之前使用的execl都是单独使用

这里我们将execl和fork结合使用

pid=0 说明是子进程

那我们看看这个程序在运行时会有什么问题

 

这里可以看到没有什么问题

我们将程序放到后台运行

 

这里就可以看到

子进程比父进程先结束，产生了僵尸进程现象

不了解僵尸进程可以翻看往期博文

Linux——僵尸进程，文件操作_iccoke的博客-CSDN博客 

那么我们肯定要解决这个僵尸进程问题

我们使用wait子进程等待父进程结束并给出退出码

我们这里并不要求获取子进程的退出码，所以我们只用wait即可

 

 可以看到我们解决了僵尸进程问题

接下来我们可以介绍剩下的几个函数

在execl的基础下理解就容易的多

execlp和execvp

这两个使用就是不用带上路径

然后execl类 和execv类区别就是 execv的参数储存在数组中

而execle和execve都是会加上一个环境变量

用envp数组存储

这里就涉及到信号问题，我们下一节再讨论