进程管理之system
system定义
#include<stdlib.h>
int system(const char *command);
首先要知道,system函数是c库中的函数,而不是系统调用。其实system函数使用起来并不复杂,难就难在对其返回值的理解。这个问题,下文会详细分析。参数的话,很简单,就是终端的命令即可。这是因为system函数的实现中调用了shell的缘故。
system优缺点
- 优点:可以让c程序猿很方便地调用其他语言编写的程序,当然调用c程序自然也没问题;
- 缺点:第一:效率低,第二:返回值难理解;
效率低是因为system函数的实现过程至少要创建两个进程,一个是shell进程,还有一个或着多个shell命令运行的进程。所以在对效率高有要求的程序中,直接用fork和exec函数族比较合适;返回值的问题下文会讲;
system函数返回值
先写个简化版的system函数的实现过程。简化是没有考虑处理信号的问题。代码如下:
#include<unistd.h>
#include<sys/wait.h>
#include<sys/types.h>
int system(char * command)
{
int status;
pid_t child;
swicth(child = fork())
{
case -1:
return -1;
case 0:
execl("/bin/sh","sh","-c",command,NULL);
_exit(127);
default:
while(waitpid(child,&status,0)<0)
{
if(errno != EINTR)
{
status = -1;
break;
}
}
return status;
}
}
1)返回值为 “0” 或 “1”
这中情况一般不会出现,只有当写成system(NULL)时,才会出现这种结果。目的是为了检测系统的shell是否可用。返回1表示shell可用,返回0表示shell不可用;这种情况在上诉代码中看不出来,通过glibc库中的源码可以看出:
glibc-2.17/sysdeps/posix/system.c
int __libc_system(const char *line)
{
if(line == NULL)
return do_system("exit 0") == 0;
......
}
line指针指向的就是command命令行参数,system函数调用do_system系统调用,当执行“exit 0”(表示结束当前shell),执行成功do_system返回0,说明shell可用。反之,shell不可用。
2)返回值为 -1
有两个原因造成这样的结果。第一,因为fork创建子进程失败导致的。即“case -1”的情况,这中情况比较少见;第二,是不能正常处理子进程的“墓志铭”导致的,说白了,就是子进程的进程表在子进程结束时,没有经过父进程处理,而自己销毁了。这样的效果是因为父进程中安插的处理SIGCHLD信号的处理函数是SIG_IGN,或者用户设置了SA_NOCLDWAIT标志位导致,waitpid函数返回值为-1且全局变量errno的值为ECHLD;
例如:
signal(SIGCHLD,SIG_IGN); //出错的根源
if( (status = system(command)) < 0 )
{
fprintf(stderr,"system return %d (%s)\n",status,strerror(errno));
return -2;
}
所以在使用system函数时,一定要判断SIGCHLD是否被设置为SIG_IGN。
3)返回值为 _exit(127)的返回值
这种情况是因为程序运行到“case 0”中,execl函数执行失败后,执行_exit函数导致的。说明子进程无法执行shell该shell命令。
4)返回值为shell执行的进程的返回值
shell的终止状态是其执行最后一条命令的退出状态。这种情况下和获取子进程的退出状态一样。通过如下宏获取其退出状态:
- WIFEXITED(status)
- WEXITSATUS(status)
- WIFSIGNALED(status)
- WTERMSIG(status)
- WCOREDUMP(satus)
综上所述,可以给出一个system函数返回值判断的例程:
if( (status == system(command))==-1 )
{
fprintf(stderr,"system() function return -1 (%s)\n",strerror(errno));
}
else if(WIFEXITED(status)&&WEXITSTATUS(status) == 127)
{
fprintf(stderr,"cannot invoke shell to exec command (%s)\n",strerror(enrrno));
}
else
print_wait_exit(status);
print_wait_exit函数就是上文中提到的获取shell退出状态的宏,根据需要去实现即可。
system函数和信号
影响system函数执行的信号有三个:SIGCHLD、SIGINT和SIGQUIT信号。
SIGCHLD信号:上文已经提过,它会影响waitpid函数,产生竞争现象的出现。调用system函数的进程可能还有其他的子进程,当然同样也会有wait或waitpid函数。当有SIGCHLD信号到来时,system函数中的waitpid函数和其他的wait或waitpid函数产生竞争状态,从而使得system执行异常。所以system执行期间会暂时屏蔽SIGCHLD信号;
SIGINT信号和SIGQUIT信号:调用system函数的进程会屏蔽这两个信号。system函数创建的进程会恢复这两个信号的默认处理状态。调用system函数的进程其实已经放弃了控制权,所以不能够去终止进程。反之,system函数创建的进程当然就有了控制权,所以要恢复控制权。