Linux 上使用 C++ 编程：system 调用与 fork 和 execvp 调用的区别
在 Linux 系统中进行 C++ 编程时，我们经常需要在程序中执行其他程序或命令。为此，可以使用 system 调用或者 fork 和 execvp 组合调用。这两种方式在功能和实现细节上有很大的区别，下面将详细介绍它们的使用方法和区别。
一、system 调用
system 调用是一个简单的函数，它可以让你在 C++ 程序中执行一条 shell 命令。其函数原型如下：
#include <cstdlib>
int system(const char *command);
优点
- 简单易用：只需提供一条命令字符串，
system函数会调用默认的 shell 来执行这条命令。 - 快速实现：对于简单的任务，不需要复杂的进程管理，可以快速实现功能。
缺点
- 安全性差：因为
system会调用 shell，如果命令字符串包含未加防护的用户输入，可能会引发命令注入漏洞。 - 性能开销：
system每次调用都会创建一个新的 shell 进程，开销较大。 - 灵活性不足：无法细粒度地控制进程执行的细节。
示例
#include <cstdlib>
int main() {
system("ls -l");
return 0;
}
这个程序将执行 ls -l 命令，并将结果打印到标准输出。
二、fork 和 execvp 调用
fork 和 execvp 是更底层的系统调用，提供了对进程的更细粒度的控制。fork 用于创建一个子进程，而 execvp 用于在子进程中执行新的程序。
fork 调用
fork 函数会创建一个子进程，子进程几乎是父进程的一个副本。其函数原型如下：
#include <unistd.h>
pid_t fork(void);
execvp 调用
execvp 函数会用一个新的程序替换当前进程的映像。其函数原型如下：
#include <unistd.h>
int execvp(const char *file, char *const argv[]);
优点
- 高安全性：
execvp直接执行程序，不经过 shell，不容易受到命令注入攻击。 - 高灵活性：可以细粒度地控制进程的执行，包括重定向输入输出、设置环境变量等。
- 性能较好：避免了多余的 shell 进程，性能开销较小。
缺点
- 复杂性：相对于
system调用，实现相对复杂，需要更多的代码和知识来管理进程。
示例
#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
int main() {
pid_t pid = fork();
if (pid == -1) {
std::cerr << "Fork failed" << std::endl;
return 1;
}
if (pid == 0) {
// 子进程
char *args[] = {"ls", "-l", nullptr};
execvp(args[0], args);
std::cerr << "Exec failed" << std::endl;
return 1;
} else {
// 父进程
int status;
waitpid(pid, &status, 0);
if (WIFEXITED(status)) {
std::cout << "Child exited with status " << WEXITSTATUS(status) << std::endl;
}
}
return 0;
}
这个程序创建了一个子进程，在子进程中执行 ls -l 命令。父进程等待子进程完成并获取其退出状态。
三、总结
在 Linux 上进行 C++ 编程时，选择使用 system 调用还是 fork 和 execvp 组合调用，取决于具体需求。如果只是需要执行简单的命令且不涉及安全问题，system 调用是一个便捷的选择。但如果需要更高的安全性、灵活性和性能控制，fork 和 execvp 组合调用是更好的选择。理解它们各自的优缺点，并根据实际情况选择合适的方法，可以让你的程序更加健壮和高效。
