20、【Linux系统编程】 exec系列函数

一，exec替换进程映像

　　在进程的创建上Unix采用了一个独特的方法，它将进程创建与加载一个新进程映象分离。这样的好处是有更多的余地对两种操作进行管理。

当我们创建了一个进程之后，通常将子进程替换成新的进程映象，这可以用exec系列的函数来进行。当然，exec系列的函数也可以将当前进程替换掉。

例如：在shell命令行执行ps命令，实际上是shell进程调用fork复制一个新的子进程，在利用exec系统调用将新产生的子进程完全替换成ps进程。

二，exec系列函数（execl、execlp、execle、execv、execvp）

功能：

　　用exec函数可以把当前进程替换为一个新进程，且新进程与原进程有相同的PID。exec名下是由多个关联函数组成的一个完整系列，

头文件<unistd.h>

原型：

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[]);

参数：

　　path参数表示你要启动程序的名称包括路径名

　　arg参数表示启动程序所带的参数，一般第一个参数为要执行命令名，不是带路径且arg必须以NULL结束

　　返回值:成功返回0,失败返回-1

注：上述exec系列函数底层都是通过execve系统调用实现：

#include <unistd.h>
int execve(const char *filename, char *const argv[],char *const envp[]);

以上exec系列函数区别：

1，带l 的exec函数：execl,execlp,execle，表示后边的参数以可变参数的形式给出且都以一个空指针结束。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main(void)
{
    printf("entering main process---\n");
    execl("/bin/ls","ls","-l",NULL);//execl()函数的第一个参数必须是完整路径
    printf("exiting main process ----\n");
    return 0;
}

执行结果：

利用execl将当前进程main替换掉，所以最后那条打印语句不会输出

2，带 p 的exec函数：execlp,execvp，表示第一个参数path不用输入完整路径，只有给出命令名即可，它会在环境变量PATH当中查找命令

 如果execl函数的path参数是不完整路径

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main(void)
{
    printf("entering main process---\n");
    execl("ls","ls","-l",NULL);
    printf("exiting main process ----\n");
    return 0;
}

则执行结果：

执行结果显示，进程替换不成功，main进程继续执行。

如果使用execlp函数，则第一个path参数可以不用写完整路径

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main(void)
{
    printf("entering main process---\n");
    execlp("ls","ls","-l",NULL);
    printf("exiting main process ----\n");
    return 0;
}

执行结果：

3，不带 l 的exec函数：execv,execvp表示命令所需的参数以char *arg[]形式给出且arg最后一个元素必须是NULL

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main(void)
{
    printf("entering main process---\n");
    int ret;
    char *argv[] = {"ls","-l",NULL};
    ret = execvp("ls",argv);
    if(ret == -1)
        perror("execl error");
    printf("exiting main process ----\n");
    return 0;
}

执行结果：

进程替换成功。

4，带 e 的exec函数：execle表示，将环境变量传递给需要替换的进程

extern char **environ;

此处的environ是一个指针数组，它当中的每一个指针指向的char为“XXX=XXX”

它由shell进程传递给当前进程，再由当前进程传递给替换的新进程

 execle.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
   
    printf("Entering main ...\n");
    int ret;
    ret =execl("./hello", "hello", NULL);
    
    if(ret == -1)
        perror("execl error");
    printf("Exiting main ...\n");
    return 0;
}

hello.c

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
extern char** environ;

int main(void)
{
    printf("hello pid=%d\n", getpid());
    int i;
    for (i=0; environ[i]!=NULL; ++i)
    {
        printf("%s\n", environ[i]);
    }
    return 0;
}

执行结果：

可知原进程确实将环境变量信息传递给了新进程，那么现在我们可以利用execle函数自己给的需要传递的环境变量信息：

execle.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    char * const envp[] = {"AA=11", "BB=22", NULL};
    printf("Entering main ...\n");
    int ret;
    
    ret =execle("./hello", "hello", NULL, envp);
    if(ret == -1)
        perror("execl error");
    printf("Exiting main ...\n");
    return 0;
}

ello.c

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
extern char** environ;

int main(void)
{
    printf("hello pid=%d\n", getpid());
    int i;
    for (i=0; environ[i]!=NULL; ++i)
    {
        printf("%s\n", environ[i]);
    }
    return 0;
}

执行结果：

确实将给定的环境变量传递过来了。