exec()函數(shù)在C++中的應用及其用法

更新時間：2023年05月09日 10:52:10 作者：Luyoungs

exec()函數(shù)在C++中是一個進程控制函數(shù)，用于創(chuàng)建新進程執(zhí)行其他程序或命令行指令。exec()函數(shù)可以替換當前進程的代碼和數(shù)據(jù)，創(chuàng)建新的進程運行其他程序。exec()函數(shù)有多個版本，例如execl、execv、execle、execve等，根據(jù)不同的參數(shù)類型和個數(shù)來使用

前言

fork 函數(shù)之后，如果想要把子進程換成一個我想要執(zhí)行的進程，這時，就不得不使用 exec()函數(shù)了，這也是 fork()的意義所在。當然，exec系列的函數(shù)也可以將當前進程替換掉，不一定非要 fork()一個子進程。常見的 fork()調(diào)用例子有很多，比如從 wechat 發(fā)起一個語音電話、從 bash 或者zsh執(zhí)行一個 a.out 程序，都是在利用exec系統(tǒng)調(diào)用將新產(chǎn)生的子進程完全替換成目標進程。

比如，這是一個死循環(huán)程序（目的是為了觀察，讓它活得久一點）：

#include <stdio.h>
int main() {
    int a = 0;
    while (1) {
        a++;
    }
    return 0;
}

通過編譯，執(zhí)行：

gcc fork_example.c -o fork_example

./fork_example

查看進程：top

可以發(fā)現(xiàn)，fork_example的進程的 PPID 為 54861，我們看看它是誰：ps 54861

PID TT STAT TIME COMMAND
54861 s018 Ss 0:00.23 /bin/zsh -il

很明顯，它是 zsh，現(xiàn)在可以終止fork_example： kill 57892

zsh: terminated ./fork_example

程序就會結(jié)束！以上例子，可以看到我們的子進程，就是由一個父進程 fork()之后替換的。

exec()

#include<unistd.h>

原型：

int execl(const char *path, const char *arg, ...)
int execv(const char *path, char *const argv[])
int execle(const char *path, const char *arg, ..., char *const envp[])
int execve(const char *path, char *const argv[], char *const envp[])
int execlp(const char *file, const char *arg, ...)
int execvp(const char *file, char *const argv[])

參數(shù)：

path參數(shù)表示你要啟動程序的名稱,包括路徑名;

arg參數(shù)表示啟動程序所帶的參數(shù)，一般第一個參數(shù)為要執(zhí)行命令名

返回值:成功返回0,失敗返回-1

上述exec系列函數(shù)底層都是通過execve系統(tǒng)調(diào)用實現(xiàn)：

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

① 查找方式：上表其中前4個函數(shù)的查找方式都是完整的文件目錄路徑，而最后2個函數(shù)（也就是以p結(jié)尾的兩個函數(shù)）可以只給出文件名，系統(tǒng)就會自動從環(huán)境變量“$PATH”所指出的路徑中進行查找。

② 參數(shù)傳遞方式：exec函數(shù)族的參數(shù)傳遞有兩種方式，一種是逐個列舉的方式，而另一種則是將所有參數(shù)整體構(gòu)造成指針數(shù)組進行傳遞。

在這里參數(shù)傳遞方式是以函數(shù)名的第5位字母來區(qū)分的，字母為“l”（list）的表示逐個列舉的方式，字母為“v”（vertor）的表示將所有參數(shù)整體構(gòu)造成指針數(shù)組傳遞，然后將該數(shù)組的首地址當做參數(shù)傳給它，數(shù)組中的最后一個指針要求是NULL。讀者可以觀察execl、execle、execlp的語法與execv、execve、execvp的區(qū)別。

③ 環(huán)境變量：exec函數(shù)族使用了系統(tǒng)默認的環(huán)境變量，也可以傳入指定的環(huán)境變量。這里以“e”（environment）結(jié)尾的兩個函數(shù)execle、execve就可以在envp[]中指定當前進程所使用的環(huán)境變量替換掉該進程繼承的所以環(huán)境變量，這極大地提供了靈活度。

execl()

該函數(shù)的定義為：

int execl(const char *path, const char *arg, ...)

可以看到，它的參數(shù)為一個 path，由于不帶 p，因此，最后一個參數(shù)為 NULL。

例如：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main() {
    printf("hello!\n");
    // 替換 main 進程
    execl("/bin/ls", "ls", "-a", NULL);
    // good bye! 并不會被打印出來
    printf("good bye!\n");
    return 0;
}

執(zhí)行結(jié)果：

hello!
. a.out execlp.c fork_example myshell.c
.. execl.c fork.c fork_example.c

可以看到，它成功地執(zhí)行了"ls -a"命令。

execlp()

該函數(shù)的定義為：

int execlp(const char *file, const char *arg, ...)

該函數(shù)帶 p,第一個參數(shù)是一個 *file，說明不需要帶完整路徑，它會在默認環(huán)境變量里面自動查找：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main() {
    printf("hello!\n");
    // 替換 main 進程
    execl("ls","ls", "-a", NULL);
    // good bye! 并不會被打印出來
    printf("good bye!\n");
    return 0;
}

運行結(jié)果：

hello!
good bye!

說明，并沒有成功替換，這是我們帶個 p：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main() {
    printf("hello!\n");
    // 替換 main 進程
    execlp("ls","ls", "-a", NULL);
    // good bye! 并不會被打印出來
    printf("good bye!\n");
    return 0;
}

運行結(jié)果：