系统编程-进程-exec系列函数超级详解(带各种实操代码)
我的相关博文：
系统编程-进程-close-on-exec机制
PART1
exec系列函数功能简介
exec系列函数登场
常规操作是先fork一个子进程，然后在子进程中调用exec系列函数执行新的目标程序，
虽然exec系列函数执行成功不返回，但是我们仍然i要使用wait或waitpid让父进程给该子进程收尸，否则将会产生一个僵尸进程(子进程死了，老爸没给收尸，子成为僵尸)！
并且，不论子进程内的exec系列函数执行成功或是失败，我们都要在父进程给对其收尸！
待实验，见实验1(实验1,使用execl), 思路：
让子进程内调用exec系列函数执行的新程序的生命周期大概是5秒，观察父进程wait成功且执行到wait后面的打印语句的时间，判断是否也为5秒。
该系列函数辨识方法
该系列函数都以“exec”为前缀，后面的字母有各自固定的含义，可以根据这点来进行区分，而无需强行记忆。看下图详解：
补充知识点：
读完上面的小结，我们可以分析出，例如execl，其第一个参数pathname，必须要求是绝对路径。
exec系列函数关系剖析
注意事项：
如果代码想下图这样写，因为exec函数执行出错，但是后续代码仍然会被执行，可是：当前进程的内存空间(堆、栈、数据区)可能已经被破坏，所以这种写法是不妥的！
上图代码不妥，应该修改为下图方式，即设置进程退出：
同时，若exec执行成功，则后续代码不会被执行。
PART2
实验部分
实验0
实验目的：execl错误使用展示
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
char* elf_name = "do cat";
char* path1 = "ls"; // 相对路径
char* path2 = "/bin/ls"; // 绝对路径
char* argv1 = "-al";
char* argv2 = "a.out";
int main(void)
{
int status = 0;
pid_t pid;
printf("main-process-pid: %ld\n", (long)getpid());
pid = fork();
if (pid < 0) {
printf("fork error");
}
else if (pid == 0) {
printf("son-process-pid: %ld\n", (long)getpid());
if(execl(path1, elf_name, argv1, argv2, NULL)<0){
perror("execl error");
exit(1);
}else{
printf("execl %s success\n", elf_name);
}
}
wait(NULL);
printf("-------main process ending------\n");
return 0;
}
编译运行：
错误原因：execl的第一个参数不支持是相对路径，所以上述实验中execl的第一个参数应该是path2 .
实验1
实验目的1： execl使用展示
实验目的2：
虽然exec系列函数执行成功不返回，但是我们仍然要使用wait或waitpid让父进程给该子进程收尸，否则将会产生一个僵尸进程(子进程死了，老爸没给收尸，子成为僵尸)！
并且，不论子进程内的exec系列函数执行成功或是失败，我们都要在父进程给对其收尸！
让子进程内调用exec系列函数执行的新程序的生命周期大概是5秒，观察父进程wait成功且执行到wait后面的打印语句的时间，判断是否也为5秒。
屏蔽父进程内的wait函数与否将产生不同的效果，可使用ps -aux查看子进程是否变成了僵尸进程。
为了承接本文章上下文的连续性，将实验1分为三个小实验，逐步加深理解。
实验1-1： 验证僵尸进程的产生
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
char* elf_name = "do cat";
char* path1 = "ls"; // 相对路径
char* path2 = "/bin/ls"; // 绝对路径
char* argv1 = "-al";
char* argv2 = "a.out";
int main(void)
{
int status = 0;
pid_t pid;
printf("main-process-pid: %ld\n", (long)getpid());
pid = fork();
if (pid < 0) {
printf("fork error");
}
else if (pid == 0) {
printf("son-process-pid: %ld\n", (long)getpid());
if(execl(path2, elf_name, argv1, argv2, NULL)<0){
perror("execl error");
exit(1);
}else{
printf("execl %s success\n", elf_name);
}
}
//wait(NULL); 这里不回收子进程
while(1);
return 0;
}
在一个终端内编译运行：
可见，子进程的进程ID是21018， 我们来看看在父进程不回收子进程，而子进程内又使用execl执行完毕了新程序后，是否会产生僵尸进程吧！
在另一个终端内查看：
实验证实，子进程21018成为了僵尸进程。
同时，printf(“exec %s success\n”, elf_name)这句代码未打印，由此，我们也可以看出，通过execl执行的新程序正常执行是不会返回给主程序的，
实际上，通过整个exec系列函数成功执行新程序，都是不会返回给主程序的。
然而，父进程fork了子进程后就要遵循给其收尸的原则，即使使用了exec系列函数，也是如此。
相关知识点补充 - 进程状态及其标识 ：
实验1-2
在实验1-1的代码基础上，父进程fork子进程后增加wait函数的使用，以用于对子进程的回收。此时我们重复实验1-1的操作过程，我们不会见到子进程成为僵尸进程。
本实验和1-1极其相似，故省略。
实验1-3
hello.c :
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main(){
sleep(5);
printf("---<hello>elf, is ending---\n");
return 0;
}
exec.c:
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
char* elf_name = "do hello";
char* path = "/home/lmw/MINE/Linux_C_exercise/fork/exec/hello"; // 绝对路径
int main(void)
{
int status = 0;
pid_t pid;
printf("main-process-pid: %ld\n", (long)getpid());
pid = fork();
if (pid < 0) {
printf("fork error");
}
else if (pid == 0) {
printf("son-process-pid: %ld\n", (long)getpid());
if(execl(path, elf_name, NULL, NULL, NULL)<0){
perror("execl error");
exit(1);
}else{
printf("execl %s success\n", elf_name);
}
}
wait(NULL);
printf("father waits son successfully \n");
return 0;
}
编译运行：
通过实验可见，可执行程序hello被成功执行起来了并且在5秒后退出(读者可以自行设置为6秒或者7秒或者8秒...)，
同时，主进程内的wait调用也在5秒后成功返回(通过肉眼观察代码执行效果得出)，表明在ecex函数装载的新程序结束后，父进程就对其展开收尸动作了。
本1-3实验可以进一步加深我们对fork exec wait等api进行混合使用的理解。
实验2
实验目的：execvp使用展示( 本质和execl一样，都是为了调用新程序去执行，只是使用的方式不一样而已 )
根据前面的介绍，exec后面的v表示argv，所以execvp有一个参数是char* argv[]. 后面的p表示path，且支持相对路径，但是该相对路径必须要在系统的环境表中，
Linux下查看系统环境表中的路径：
实验3 system介绍，自己编写功能更为强大的mysystem(自己手动调用exec系列函数可在需要时携带更多参数)。
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
char* test_cmd = "ps";
void mysystem(char* cmd){
pid_t pid;
//printf("main-process-pid: %ld\n", (long)getpid());
pid = fork();
if (pid < 0) {
printf("fork error");
}
else if (pid == 0) {
//printf("son-process-pid: %ld\n", (long)getpid());
if(execlp("bash", "I am bash", "-c", cmd, NULL)<0){
perror("execl error");
exit(1);
}
//printf("mysystem success \n");
}
wait(NULL);
}
int main(void)
{
mysystem(test_cmd);
return 0;
}
编译运行：
.
