Linux 进程编程入门

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关于进程和线程的关系,之前一口君写过这几篇文章,大家可以参考下。

本文从头带着大家一起学习Linux进程

搞懂进程组、会话、控制终端关系,才能明白守护进程干嘛的?

[粉丝问答6]子进程进程的父进程关系

多线程详解,一篇文章彻底搞懂多线程中各个难点

一个多线程的简单例子让你看清线程调度的随机性

Linux 进程篇

一、进程相关概念

了解进程的时候先来了解几个问题,明白以下问题,就懂了进程的概念

1.什么是程序,什么是进程,两者之间的区别?

  1. 程序是静态的概念,gcc xxx.c -o pro 磁盘中生成pro文件,叫做程序 程序如:电脑上的图标
  2. 进程是程序的一次运行活动, 通俗点说就是程序跑起来了,系统中就多了一个进程

2.如何查看系统中有哪些进程?

  1. 使用ps指令查看 : ps-aux 在ubuntu下查看, 在实际工作中,配合grep来查找程序中是否存在某一个进程

    grep 过滤进程 : ps -aux | grep init 就只把带有init的进程过滤出来 在这里插入图片描述

  2. 使用top指令查看,类似windows任务管理器

3.什么是进程标识符?

每一个进程都有一个非负整数表示的唯一ID,叫做pid,类似身份证

pid =0 :称为交换进程(swapper) 作用: 进程调度 pid=1 :init 进程 作用: 系统初始化

  • 编程调用getpid函数获取自身的进程标识符;
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
pid_t getpid(void);
pid_t getppid(void);
复制代码

getpid示例代码:

#include<stidio.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>

int main()
{
    pid_t pid;
    pid = getpid();
   printf("my pid is %d\n",pid);
   return 0;
}
复制代码
  • getppid获取父进程的进程标识符;

4. 第一个进程 init 进程

在这里插入图片描述

Linux内核启动之后,会创建第一个用户级进程init,由上图可知, init 进程 (pid=1) 是除了 idle 进程(pid=0,也就是 init_task) 之外另一个比较特殊的进程,它是 Linux 内核开始建立起进程概念时第一个通过 kernel_thread 产生的进程,其开始在内核态执行,然后通过一个系统调用,开始执行用户空间的 / sbin/init 程序。

5.什么叫父进程,什么叫子进程?

进程A创建了进程B,那么A叫做父进程,B叫做子进程,父进程是相对的概念,理解为人类中的父子关系

6. c程序的存储空间是如何分配的?

gcc xxx.c -o a.out 当执行 ./a.out 时候,操作系统会划分一块内存空间,如何分配呢? 如下图:

二、创建进程函数fork的使用

==pid_t fork(void);== 功能:使用fork函数创建一个进程

fork函数调用成功,返回两次 返回值为0 ,代表当前进程是子进程 返回值非负数,代表当前进程为父进程 调用失败 ,返回-1

1. fork();示例代码

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>

int main()
{
    pid_t pid;
    pid = getpid();
    
    fork();
    
   printf("my pid is %d\n",pid);
   return 0;
}
复制代码

打印出了两遍 my pid 说明,有了两个进程!执行了两次打印pid 在这里插入图片描述

2. 查看父进程/子进程代码:

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>

int main()
{
    pid_t pid;
    pid_t pid2;

    pid = getpid();
    printf("brfore fork pid is %d\n",pid);

    fork();

    pid2 = getpid();
    printf("brfore fork pid is %d\n",pid2);

    if(pid == pid2){
         printf("this is father print\n");
    }else{

         printf("this is child print , child pid is =%d\n",getpid());
    }

   return 0;

}
复制代码

在这里插入图片描述 父子进程都会进入if 中,但是输出结果会不同 在fork之前的pid 是8915 是父进程 ,fork之后pid是子进程 8916

3. 用返回值来判断父/子进程代码(1):

返回值为0 ,代表当前进程是子进程 返回值非负数,代表当前进程为父进程

#include<sys/types.h>
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>

int main()
{

   pid_t pid;

   printf("father: id=%d\n",getpid());

   pid = fork();

   if(pid > 0){
         printf("this is father print ,pid =%d\n",getpid());
   }else if (pid == 0){
         printf("this is child print, child pid = %d\n",getpid());
   }

   return 0;
}
复制代码

在这里插入图片描述

4. 用返回值来判断父子进程代码(2):

#include<sys/types.h>
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>


int main()
{

   pid_t pid;
   pid_t pid2;
   pid_t retpid;

   pid = getpid();
   printf("before fork: pid = %d\n",pid);


   retpid = fork();


   pid2 = getpid();
   printf("after fork:pid = %d\n",pid2);


   if(pid == pid2){
       printf("this is father print :retpid = %d\n",retpid);
   }else{
       printf("this is child print :retpid =%d,child pid= %d\n",retpid,pid2);
   }

   return 0;
}
复制代码

在这里插入图片描述 这样更清楚明了的看到
fork 返回值:9915>0 是父进程 父进程号是9114 fork 返回值:=0 是子进程 子进程号是9915

三、进程创建后 发生了什么事?

在这里插入图片描述

1 在内存空间中fork后发生了什么?

在这里插入图片描述

2. ./demo4 运行的程序父进程是谁?

int main(int argc, const char *argv[])
{
        while(1);
        return 0;
}
复制代码

./ demo4 编译运行后,我们ps -ef 查看进程ID 在这里插入图片描述 由上图可知,./demo4 进程的进程ID是12677,父进程ID是12587,即进程bash: ==bash的父进程是gnome-terminal,所以我们打开1个Linux终端,其实就是启动了1个gnome-terminal进程。我们在这个终端上执行./a.out其实就是利用gnome-terminal的子进程bash通过execve()将创建的子进程装入a.out:==

四、创建新进程的实际应用场景

1. fork创建子进程的一般目的:

  • 一个父进程希望复制自己,使父、子进程同时执行不同的代码段。这在网络服务进程中是常见的——父进程等待客户端的服务请求。当这种情求达到时,父进程调用fork,使子进程处理此请求。父进程则继续等待下一个服务请求到达。

  • 一个进程要执行一个不同的程序。这对shell是常见的情况,在这种情况下子进程从fork返回后立即调用exec。

在这里插入图片描述

2. 模拟socket 创建进程(服务器对接客户端的应用场景)示例代码:

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>

int main()
{
   pid_t  pid;
   int data;

   while(1){
        printf("please input a data\n");
        scanf("%d",&data);

        if(data ==1 )
        {
            pid = fork();

            if(pid >0){

            }
            else if(pid == 0){
                  while(1){
                        printf("do net request,pid=%d\n",getpid());
                        sleep(3);
                  }
            }
        }
        else{
           printf("wait, do noting\n");
        }
   }
   return 0;
}
复制代码

输入非1时候,模拟没有客户端进行交互 在这里插入图片描述 输入1时候,模拟有客户端进行交互 ,创建子进程来进行交互,子进程号为:9756 在这里插入图片描述 模拟多个客户端进行交互时 ,创建多个子进程来进行交互,子进程号为:9756 / 9758 / 9759 在这里插入图片描述 查看系统进程: 在这里插入图片描述

3. fork总结:

一个现有进程可以调用fork函数创建一个新进程。

#include cunistd.h> pid_t fork(void); 返回值:子进程中返回0。父进程中返回子进程ID.出错返回-1

由fork创建的新进程被称为子进程(child process)。fork函数被调用一次,但返回两次。两次返回的唯一区别是子进程的返回值是0,而父进程的返回值则是新子进程的进程ID。将子进程ID返回给父进程的理由是:因为一个进程的子进程可以有多个,并且没有一个函数使一个进程可以获得其所有子进程的进程ID。fork使子进程得到返回值0的理由是:一个进程只会有一个父进程,所以子进程总是可以调用getppid以获得其父进程的进程ID(进程ID0总是由内核交换进程使用,所以一个子进程的进程ID不可能为0)。

子进程和父进程继续执行fork调用之后的指令。子进程是父进程的副本。例如,子进程获得父进程数据空间、堆和栈的副本。注意,这是子进程所拥有的副本。父、子进程并不共享这些存储空间部分。父、子进程共享正文段。 由于在fork之后经常跟随着exec,所以现在的很多实现并不执行一个父进程数据段、栈和堆的完全复制。作为替代,使用了写时复制(Copy-On-Write,COW)技术。这些区域由父、子进程共享,而且内核将它们的访问权限改变为只读的。如果父、子进程中的任一个试图修改些区域,则内核只为修改区域的那块内存制作一个副本,通常是虚拟存储器系统中的一“页”。 Bach和McKusick等对这种特征做了更详细的说明。

五、vfork创建进程

1. vfork函数 也可以创建进程,与fork有什么区别?

关键区别一: vfork直接使用父进程存储空间,不用拷贝 关键区别二: vfork保证子进程先运行,当子进程调用exit退出后,父进程才执行

2. fork 进程调度 父子进程:

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>

int main()
{
    pid_t pid;

    pid = fork();

    if(pid >0){
       while(1){
               printf("this is father print pid is %d\n",getpid());
               sleep(3);
       }
    }else if(pid == 0){
         while(1){
               printf("this is child print pid is =%d\n",getpid());
               sleep(3);
         }
    }

   return 0;

}
复制代码

在这里插入图片描述

3. vfork 进程调度 父子进程:

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>

int main()
{
    pid_t pid;
    int cnt=0;

    pid = vfork();

    if(pid >0){
       while(1){
               printf("this is father print pid is %d\n",getpid());
               sleep(1);
       }
    }else if(pid == 0){
         while(1){
               printf("this is child print pid is =%d\n",getpid());
               sleep(1);
               cnt++;
               if(cnt == 3 ){
                   exit(0);
               }
         }
    }

   return 0;
}
复制代码

vfork保证子进程先运行,当子进程调用3次 exit退出后,父进程才执行 在这里插入图片描述

4. 子进程改变cnt值,在父进程运行时候也被改变

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>

int main()
{
    pid_t pid;
    int cnt=0;
    printf("cnt=%d\n",cnt);

    pid = vfork();

    if(pid >0){
       while(1){
               printf("cnt=%d\n",cnt);
               printf("this is father print pid is %d\n",getpid());
               sleep(1);
       }
    }else if(pid == 0){
         while(1){
               printf("this is child print pid is =%d\n",getpid());
               sleep(1);
               cnt++;
               if(cnt == 3 ){
                  exit(0);
               }
         }
    }

   return 0;
}
复制代码

在这里插入图片描述

六、ps 常带的一些参数

下面对ps命令选项进行说明:

命令参数说明
-e显示所有进程.
-f全格式。
-h不显示标题。
-l长格式。
-w宽输出。
-a显示终端上的所有进程,包括其他用户的进程。
-r只显示正在运行的进程。
-u 以用户为主的格式来显示程序状况。
-x显示所有程序,不以终端机来区分。

ps -ef 显示所有进程,全格式形式查看进程:

ps -ef 的每列的含义是什么呢?

在这里插入图片描述

命令参数说明
UID:程序被该 UID 所拥有,指的是用户ID
PID:就是这个程序的 ID
PPID :PID的上级父进程的ID
C :CPU使用的资源百分比
STIME :系统启动时间
TTY:登入者的终端机位置
TIME :使用掉的 CPU时间。
CMD:所下达的指令为何

七、进程退出

1. 子进程退出方式

正常退出:

  1. Mian函数调用return
  2. 进程调用exit(),标准c库
  3. 进程调用_exit()或者——Exit(),属于系统调用
  4. 进程最后一个线程返回
  5. 最后一个线程调用pthread_exit

异常退出:

  1. 调用abort
  2. 当进程收到某些信号时候,如ctrl+C
  3. 最后一个线程对取消(cancellation),请求作出响应

不管进程如何终止,最后都会执行内核中的同一段代码。这段代码为相应进程关闭所有打开描述符,释放它所使用的存储器等。

对上述任意一种终止情形,我们都希望终止进程能够通知其父进程它是如何终止的。对于三个终止函数(exit、_exit和_Exit),实现这一点的方法是,将其退出状态作为参数传送给函数。【如上面示例里面写到的cnt==3情况下,exit(0); 这个0就是子进程退出状态。】在异常终止情况下,内核(不是进程本身)产生一个指示其异常终止原因的终止状态。在任何一种情况下,该终止进程的父进程都能用wait或者waitpid取得其终止状态。

正常退出的三个函数:

#include<stdlib.h>
void exit(int status);


#include<unistd.h>
void _exit(int status);


#include<stdlib.h>
void _Exit(int status);
复制代码

记得在结束子进程的时候要手动退出,不要使用break;会导致数据被破坏。 三种退出函数种,更推荐exit(); exit是 _exit 和_Exit 的一个封装, 会清除,冲刷缓冲区,把缓存区数据进程处理在退出。

2. 等待子进程退出

==为什么要等待子进程退出?==

创建子进程的目的就是为了让它去干活,在网络请求当中来了一个新客户端介入,创建子进程去交互,干活也要知道它干完没有. 比如正常退出(exit/_exit /_Exit)为 完成任务 若异常退出 (abort)不想干了, 或被杀了

所有要等待子进程退出,而且还要收集它退出的状态 等待就是调用wait函数 和 waitpid函数

3. 僵尸进程

子进程退出状态不被收集,会变成僵死进程僵尸进程

正如以下例子,就是子进程退出没有被收集,成了僵尸进程:

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>

int main()
{
    pid_t pid;
    int cnt=0;
    printf("cnt=%d\n",cnt);
    
    pid = vfork();
    
    if(pid >0){
       while(1){
               printf("cnt=%d\n",cnt);
               printf("this is father print pid is %d\n",getpid());
               sleep(1);
       }
    }else if(pid == 0){
         while(1){
               printf("this is child print pid is =%d\n",getpid());
               sleep(1);
               cnt++;
               if(cnt == 3 ){
                  exit(0);
               }
         }
    }
   return 0;
}
复制代码

在这里插入图片描述 运行三次子进程后,退出,父进程一直运行 在这里插入图片描述 结果:在查看进程时发现,父进程11314正在运行 “S+” 而子进程11315 停止运行 “z+” z表示zombie(僵尸)

4. 等待函数:wait(状态码); 的使用:

#include<sys/types.h>
#inlcude<sys/wait.h>

pid_t wait(int *status);    //参数status 是一个地址    
pid_t waitpid(pid_t pid , int *status ,int options);
int waitid(idtype_t idtype ,id_t id ,siginfo_t  *infop, int  options);
复制代码
  • 如果其所有子进程都还在运行,则阻塞。: 通俗的说就是子进程在运行的时候,父进程卡在wait位置阻塞,等子进程退出后,父进程开始运行。

  • 如果一个子进程已终止,正等待父进程获取其终止状态,则会取得该子进程的终止状态立即返回。

  • 如果它没有任何子进程,则立即出错返回。

status参数: 是一个整型数指针 非空: 子进程退出状态放在它所指向的地址中。 空: 不关心退出状态

检查wait 和 waitpid 所返回的终止状态的宏

说明
WIFEXITED (status)若为正常终止子进程返回的状态,则为真。对于这种情况可执行WEXITSTATUS(status),取子进程传送给exit、_exit 或_Exit参数的低8位
WIFSIGNALED (status)若为异常终止子进程返回的状态,则为真(接到一个不捕捉的信号)。对于这种情况,可执行WTERMSIG(status),取使子进程终止的信号编号。另外,有些实现(非Single UNIX Specification)宏义宏WCOREDUMP(status),若已产生终止进程的core文件,则它返回真
WIFSTOPPED (status)若为当前暂停子进程的返回的状态,则为真,对于这种情况,可执行WSTIOPSIG(status),取使子进程暂停的信号编号
WIFCONTINUED (status)若在作业控制暂停后已经继续的子进程返回了状态,则为真。(POSIX.1的XSI扩展,仅用于waitpid。)
比如说:exit(3) wait (状态码); 要通过宏来解析状态码

5. 收集退出进程状态

pid = vfork();

    if(pid >0){
       while(1){
               printf("cnt=%d\n",cnt);
               printf("this is father print pid is %d\n",getpid());
               sleep(1);
       }
    }else if(pid == 0){
         wait(NULL);    // 参数:status  是一个地址  为空 表示不关心退出状态
         while(1){
               printf("this is child print pid is =%d\n",getpid());
               sleep(1);
               cnt++;
               if(cnt == 3 ){
                  exit(0);
               }
         }
    }
复制代码

wait(NULL); // 参数:status 是一个地址 为空 表示不关心退出状态

没有了11567子进程,这样就不是僵尸进程了 在这里插入图片描述 收集子进程退出状态示例代码:

int main()
{
    pid_t pid;
    int cnt=0;
    int status =10;

    printf("cnt=%d\n",cnt);

    pid = vfork();

    if(pid >0){

       wait(&status);     // 参数status是一个地址  
       printf("child out ,chile status =%d\n",WEXITSTATUS(status));  //要解析状态码,需要借助WEXITSTATUS
       while(1){
               printf("cnt=%d\n",cnt);
               printf("this is father print pid is %d\n",getpid());
               sleep(1);
       }
    }else if(pid == 0){
         while(1){
               printf("this is child print pid is =%d\n",getpid());
               sleep(1);
               cnt++;
               if(cnt == 3 ){
                  exit(5);
               } 
          }
   }
复制代码

int status =10;

wait(&status); // 参数status是一个地址
printf("child out ,chile status =%d\n",WEXITSTATUS(status)); //要解析状态码,需要借助WEXITSTATUS

在这里插入图片描述 结果显示:exit(5); 就能看到子进程退出的状态 status=5

6. 等待函数:waitpid()的使用;

wait和waitpid的区别之一:

wait使父进程(调用者)阻塞,waitpid有一个选项 ,可以使父进程(调用者)不阻塞。

pid_t waitpid(pid_t pid , int *status ,int options);

对于waitpid函数种pid参数的作用解释如下:

pid == -1等待任一子进程。就这一方面而言,waitpid与wait等效。
pid > 0等待其进程ID与pid相等的子进程。
pid == 0等待其组ID等于调用进程组ID的任一子进程
pid <-1等待其组ID等于pid绝对值的任一子进程。

waitpid 的 options 常量:

WCONTINUED若实现支持作业控制,那么由pid指定的任一子进程在暂停后已经继续,但其状态尚未报告,则返回其状态(POSIX.1的XSI扩展)
WNOHANG若由pid指定的子进程并不是立即可用的,则waitpid不阻塞,此时其返回值为0;
WUNTRACED若某实现支持作业控制,而由pid指定的任一子进程已处于暂停状态。

waitpid 来使得父进程不阻塞代码:

int main()
{
    pid_t pid;
    int cnt=0;
    int status =10;
    
    printf("cnt=%d\n",cnt);

    pid = vfork();

    if(pid >0){

       waitpid(pid,&status,WNOHANG); // 参数pid 是子进程号,WNOHANG是若由pid指定的子进程并不是立即可用的,则waitpid不阻塞,此时其返回值为0;
       printf("child out ,chile status =%d\n",WEXITSTATUS(status));  
       while(1){
               printf("cnt=%d\n",cnt);
               printf("this is father print pid is %d\n",getpid());
               sleep(1);
       }
    }else if(pid == 0){
         while(1){
               printf("this is child print pid is =%d\n",getpid());
               sleep(1);
               cnt++;
               if(cnt == 3 ){
                  exit(5);
               }
          }
   }
复制代码

在这里插入图片描述 子进程和父进程同时进行 在这里插入图片描述 但是发现子进程12275 在系统查询进程中 还是变成了僵尸进程 原因是 ==WNOHANG是不等待参数,它只运行一遍== ,当他运行时候,子进程没死,等子进程死后,他没运行,就没有收到停止状态,所以成了僵尸进程。

八、孤儿进程

1. 孤儿进程的概念:

父进程如果不等待子进程退出,在子进程结束前就了结束了自己的“生命”,此时子进程就叫做孤儿进程。

2.孤儿进程被收留:

Linux避免系统存在过多孤儿进程,init进程收留孤儿进程,变成孤儿进程的父进程【init进程(pid=1)是系统初始化进程】。init 进程会自动清理所有它继承的僵尸进程。

孤儿进程的代码:

#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>

int main()
{
    pid_t pid;
    int cnt=0;
    int status =10;
    pid = fork();

    if(pid >0){
               printf("this is father print pid is %d\n",getpid());
       }
    else if(pid == 0){
         while(1){
               printf("this is child print pid is =%d,my father pid is=%d\n",getpid(),getppid());
               sleep(1);
               cnt++;
               if(cnt == 3 ){
                  exit(5);
               }
         }
    }
   return 0;
}
复制代码

在这里插入图片描述 父进程运行结束前,子进程的父进程pid还是13098。 父进程运行结束后,子进程的父进程变成了init进程( pid=1)。 在这里插入图片描述

九、exec族函数

1. exec族函数的作用:

我们用fork函数创建新进程后,经常会在新进程中调用exec函数去执行另外一个程序。当进程调用exec函数时,该进程被完全替换为新程序因为调用exec函数并不创建新进程,所以前后进程的ID并没有改变。

2. 为什么要用exec族函数,有什么作用?

  1. 一个父进程希望复制自己,使父、子进程同时执行不同的代码段。这在网络服务进程中是常见的——父进程等待客户端的服务请求。当这种请求到达时,父进程调用fork,使子进程处理此请求。父进程则继续等待下一个服务请求到达。
  2. 一个进程要执行一个不同的程序。这对shell是常见的情况。在这种情况下,子进程从fork返回后立即调用exec。

3. exec族函数定义:

功能:

exec函数族提供了一种在进程中启动另一个程序执行的方法,它可以根据指定的文件名或目录名找到可执行文件,并用它来取代原调用进程的数据段、代码段和堆栈段。在执行完之后,原调用进程的内容除了进程号外,其他全部都被替换了。 在调用进程内部执行一个可执行文件,可执行文件既可以是二进制文件,也可以是linux下可执行的脚本文件。【通俗理解就是执行demo1的同时,执行一半去执行demo2。】

函数族:

execl、execlp、execle、execv、execvp、execvpe

函数原型:

#include<unistd.h>

extern char **environ;
int execl(char *path  , char *arg ,  ...);
int execlp(char *file  , char *arg ,  ...);
int execle(char *path  , char *arg ,  ... , char *const envp[] );
int execv(char *path  , char *const argv[] );
int execvp(char *file  , char *const atgv[] );
int execvpe(char *file  , char *const argv[] , char *const envp[]);
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返回值:

exec函数族的函数执行成功后不会返回,调用失败时,会设置errno并返回-1,然后从原程序的调用点接着往下执行。

参数说明:

path :可执行文件的路径名字 arg:可执行程序所带的参数,第一个参数为可执行文件名字,没有带路径且arg必须以NULL结束。 file:如果参数file中包含/,则就将其视为路径名,否则就按PATH环境变量,在它所指定的各目录中搜寻可执行文件。

exec族函数参数极难记忆和分辨,函数名中的字符会给我们一些帮助:

字符说明
l使用参数列表
p使用文件名,并从PATH环境寻找可执行文件
v应该先构造一个指向各参数的指针数组,然后将该数组的地址作为这些函数的参数。
e多了envp[]数组,使用新的环境变量代替调用进程的环境变量

4. exec函数 带 l 带p 带v 来说明参数特点

先写一个带参数的程序,输入参数 输出参数,在上一篇Linux文件编程里,main参数我们学过。

./echoarg代码:

#include<stdio.h>
int main(int argc , char *argv[])
{

     int i =0;
     for(i =0 ;i <argc;i++){
         printf("argv[%d]:%s\n",i ,argv[i]);
     }
   return 0;
}
复制代码

在执行a.out 代码一半的时候,调用上面的代码echoarg

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

int main(void)
{
     printf("brfore execl\n");
     //int execl(char *path  , char *arg ,  ...);
     if(execl("/bin/echoarg","echoarg","abc",NULL)==-1)
     {
         printf("execl failed!\n");
     }
     printf("after execl \n");
     return 0;
}
复制代码

exec函数族的函数执行成功后不会返回,调用失败时,会设置errno并返回-1,然后从原程序的调用点接着往下执行。

if(execl("/bin/echoarg","echoarg","abc",NULL)==-1) 源代码:int execl(char *path , char *arg , ...); //最后一个参数是:arg必须以NULL结束。

在执行a.out 代码一半的时候,调用上面的代码echoarg: exec函数族的函数执行成功后不会返回,调用失败时,会设置errno并返回-1,然后从原程序的调用点接着往下执行。 在这里插入图片描述

==perror("why"); //用来在执行错误时候,查询错误原因==

若要调用ech 执行一般执行ls ,同理。只需要改动

if(execl("/bin/ls","ls",NULL,NULL)==-1)

在这里插入图片描述 若要调用ech 执行一般执行ls-l ,同理。

if(execl("/bin/ls","ls","-l",NULL)==-1) 在这里插入图片描述

execlp 和execl 的区别

带p : 可以通过环境变量PATH环境寻找可执行文件

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

int main(void)
{
     printf("brfore execl\n");
     //int execl(char *path  , char *arg ,  ...);
     if(execl("ls",";s",NULL,NULL)==-1)
     {
         printf("execl failed!\n");
     }
     printf("after execl \n");
     return 0;
}
复制代码

在路径中不用写具体路径,就可以自动找到文件 在这里插入图片描述

execvp 和execl 的区别

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


int main(void)
{
     printf("brfore execl\n");

     char *argv[] = {"ps",NULL,NULL};
     if(execvp("ps",argv)==-1)
     {
         printf("execl failed!\n");
     }
     printf("after execl \n");
     return 0;
}
复制代码

char *argv[] = {"ps",NULL,NULL}; if(execvp("ps",argv)==-1)

结果与上面相同

5. 任何目录下执行程序

一个程序在目录下能运行,换一个目录就无法运行,如果把程序配置到环境变量里面去。

==pwd显示当前路径 echo PATH查看环境变量exportPATH= PATH 查看环境变量 export PATH=PATH: [pwd显示的当前路径]==

就可以在任何目录下执行程序了

6. exec配合fork使用

一个进程要执行一个不同的程序。这对shell是常见的情况。在这种情况下,子进程从fork返回后立即调用exec。

1. 不用exec的方法: 实现功能,当父进程检查到输入为1的时候,创建子进程把配置文件的字段值修改掉。

#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<stdio.h> 
#include<string.h> 
#include<stdlib.h> 
#include<unistd.h>

int main()
{
   pid_t pid;
   int data = 10;

   while(1){
         printf("please input a data\n");
         scanf("%d",&data);
         if(data == 1){
                 pid = fork();
                 if(pid>0)
                 { 
                   wait(NULL);
                 }
                 if(pid == 0){
                       int fdSrc;
                       char *readBuf=NULL;
                        fdSrc = open("config.txt",O_RDWR);
                        int size = lseek(fdSrc,0,SEEK_END);
                        lseek (fdSrc,0,SEEK_SET);

                        readBuf =(char *)malloc(sizeof(char)*size+8);
                        int n_read= read(fdSrc,readBuf,size);
                        char *p=strstr(readBuf,"LENG="); //找到(要修改的)位置   
  //参数1 要找的源文件  2.“要找的字符串”
                        if(p==NULL){
                               printf("not found\n");
                               exit(-1);
                         }
                             p=p+strlen("LENG=");  //移动字符串个字节
                               *p='0';      //*p  取内容
lseek (fdSrc,0,SEEK_SET);
                          int n_write =write(fdSrc,readBuf,strlen(readBuf));
                          close(fdSrc);
                          exit(0);
                      }

                    }else {
                                printf("do noting\n");
                          }
           }
                return 0;
}
复制代码

在这里插入图片描述 实现了当父进程检查到输入为1的时候,创建子进程把配置文件的字段值修改掉。 在这里插入图片描述 2. 用exec的方法: 实现功能,当父进程检查到输入为1的时候,创建子进程把配置文件的字段值修改掉。

int main()
{
   pid_t pid;
   int data = 10;

   while(1){
         printf("please input a data\n");
         scanf("%d",&data);
         if(data == 1){
                 pid = fork();
                 if(pid > 0){
                     wait(NULL);
                 }
                 if(pid == 0){

                   execl("./changdata","changdata","config.txt",NULL);
                   exit(0);
                      }
                    }else {
                                printf("do noting\n");
                          }
           }
                return 0;
}
复制代码

在这里插入图片描述 在这里插入图片描述

使用execl 和 fork 结合 也能做到上面结果,而且更方便,但是在 ./changdata 可执行文件存在的情况下。

十、system函数

1. system函数定义:

函数原型:

 #include<stdlib.h>
int system(const char * string);
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函数说明:

system()会调用fork()产生子进程,由子进程来调用/bin/sh-c string来执行参数string字符串所代表的命令,此命令执行完后随即返回原调用的进程。在调用system()期间SIGCHLD 信号会被暂时搁置,SIGINT和SIGQUIT 信号则会被忽略。

返回值:

system()函数的返回值如下: 成功,则返回进程的状态值; 当sh不能执行时,返回127; 失败返回-1;

2. system函数的使用:

用system也可以做到execl的功能 用system实现修改配置 数值代码:

int main()
{
   pid_t pid;
   int data = 10;
   while(1){
         printf("please input a data\n");
         scanf("%d",&data);
         if(data == 1){
                 pid = fork();
                 if(pid > 0){
                     wait(NULL);
                 }
                 if(pid == 0){
                   execl("./changdata config.txt");
                   exit(0);
                      }
                    }else {
                                printf("do noting\n");
                          }
           }
                return 0;
}
复制代码

在这里插入图片描述

3. system和execl不同的是:

sysem运行完调用的可执行文件后还会继续执行源代码。

==附加说明:==

在编写具有SUID/SGID权限的程序时请勿使用system(),system()会继承环境变量,通过环境变量可能会造成系统安全的问题。

十一、popen函数

1. popen函数的定义:

函数原型:

#include<stdio.h>
FILE *popen (const char *command ,const char *type); 
int pclose(FILE *stream); 
复制代码

参数说明:

command: 是一个指向以NULL结束的shell命令字符串的指针。这行命令将被传到bin/sh并且使用 -c标志 ,shell将执行这个命令。

type: 只能是读或者写中的一种,得到的返回值(标准I/O流)也具有和type相应 的只读或只写类型。如果type是”r“ 则文件指针连接到command的标准输出;如果type是”w“则文件指针连接到command的标准输入。

返回值:

如果调用成功,则返回一个读或者打开文件的指针,如果失败,返回NULL,具体错误要根据errno判断

int pclose(FILE *stream) 参数说明: stream:popen返回对丢文件指针 返回值: 如果调用失败,返回-1

作用:

popen()函数用于创建一个管道:其内部实现为调用fork产生一个子进程,执行一个shell以运行命令来开启一个进程这个进程必须由pclose()函数关闭。

popen比system 在应用中的好处: ==可以获取运行的输出结果== 在这里插入图片描述 popen函数执行完,执行结果到管道内,数据流出的时候,在管道尾部fread就可以读出执行数据,就能实现把数据读到或写到想要的缓冲区里。

2. popen函数的使用:

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

int main(void)
{
   char ret[1024]={0};
   FILE *fp;

   fp = popen("ps","r");
   int nread = fread(ret,1,1024,fp);

   printf("read ret %d byte ,ret =%s\n",nread ,ret);
   return 0;
}
复制代码

结果发现: popen函数结束后,ps 输出的内容, 都捕获到 ret 数组里面去了。 popen可以获取运行的输出结果 ,可以读取也可以写入文件中。 在这里插入图片描述

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代码人生
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