前言
之前学习了进程创建、进程等待、进程终止等相关内容，但是我们可能会遇到这种情况：在项目中可能会有使用程序调用其他程序的方式，那么这就要使用到进程替换来实现了，那么本篇我们将讲述进程替换的相关知识。
替换原理
使用fork函数以后，父子各自执行父进程代码的一部分，但是如果子进程就是想执行一个新的程序呢？
这时就会使用进程的程序替换来完成这个功能，程序替换是通过特定的接口加载磁盘上的一个权限的程序（代码和数据），加载到调用进程的地址空间中，这样就可以让子进程执行其他的程序了。而它所使用的方法是进程调用一种exec函数，它会使得该进程的用户空间代码和数据完全被新程序替换,从新程序的启动例程开始执行。调用exec并不创建新进程,所以调用exec前后该进程的id并未改变。
具体实现如下：
我们通过几个问题来理解进程替换
1. 进程替换有木有创建新的进程？没有！它是在子进程的基础上加载程序的。
2. 如何理解所谓的将程序放入内存中？ 从磁盘加载，所谓的exec的函数就是如何加载程序的函数，具体一点的过程就是将新的磁盘上的程序加载到内存，并用操作系统的相关接口实现当前进程的页表重新建立映射
替换函数
Linux下使用man execl 查询有六种以exec开头的函数，统称exec函数：
#include <unistd.h> extern char **environ; int execl(const char *pathname, const char *arg, ... /*, (char *) NULL */); int execlp(const char *file, const char *arg, ... /*, (char *) NULL */); int execle(const char *pathname, const char *arg, ... /*, (char *) NULL, char *const envp[] */); int execv(const char *pathname, char *const argv[]); int execvp(const char *file, char *const argv[]); int execvpe(const char *file, char *const argv[], char *const envp[]);
函数解释
- 这些函数如果调用成功则加载新的程序从启动代码开始执行，不再返回
- 如果调用出错则返回-1
- 所以exec函数只有出错的返回值而没有成功的返回值
命名理解
这些函数原型看起来很容易混,但只要掌握了规律就很好记。
- l(list) : 表示参数采用列表
- v(vector) : 参数用数组
- p(path) : 有p自动搜索环境变量PATH
- e(env) : 表示自己维护环境变量
exec调用举例
#include <unistd.h> int main() { char *const argv[] = {"ps", "-ef", NULL}; char *const envp[] = {"PATH=/bin:/usr/bin", "TERM=console", NULL}; execl("/bin/ps", "ps", "-ef", NULL); // 带p的，可以使用环境变量PATH，无需写全路径 execlp("ps", "ps", "-ef", NULL); // 带e的，需要自己组装环境变量 execle("ps", "ps", "-ef", NULL, envp); execv("/bin/ps", argv); // 带p的，可以使用环境变量PATH，无需写全路径 execvp("ps", argv); // 带e的，需要自己组装环境变量 execve("/bin/ps", argv, envp); exit(0); }
事实上,只有execve是真正的系统调用,其它五个函数最终都调用 execve,所以execve在man手册 第2节,其它函数在man手册第3节。这些函数之间的关系如下图所示。
下图exec函数族 一个完整的例子:
后记
本篇讲述了进程替换相关的知识点，进程替换——顾名思义就是将进程替换掉给别的程序使用，并且讲述了相关函数的使用和记忆。
