【Linux】开始学习进程替换吧！

送给大家一句话：
人生中有些事，你不竭尽所能去做，你永远不知道你自己有多出色。—— 尾田荣一郎《海贼王》

开始学习进程替换吧

1 前言

通过学习进程替换，我们可以体会到多语言混搭的快乐，可以从C语言直接蹦到python ,也可以从c++里运行java代码。是不是很厉害！这是通过调度多个进程的效果，联系我们之前学习的进程，进程控制等概念。我们可以想要运行其他代码可以通过创建子进程来实现，但是这样也肯定是同一种语言，如果想要运行其他语言，那是不是有种方法可以调度一个进程来当做子进程呢？？？
我们开始今天的学习吧！

2 进程替换

2.1 替换函数

进程替换有六种以exec开头的函数,统称exec函数：

#include<unistd.h>`intexecl(constchar*path,constchar*arg,...);//...代表可变参数 类似printfintexeclp(constchar*file,constchar*arg,...);intexecle(constchar*path,constchar*arg,...,char*const envp[]);intexecv(constchar*path,char*const argv[]);intexecvp(constchar*file,char*const argv[]);intexecve(constchar*filename,char*const argv[],char*const envp[]);

我们来进行一下使用，来看看：

1 #include<stdio.h>2 #include<unistd.h>34intmain()5{6printf("textexec ... begin!\n");78execl("/usr/bin/ls","ls","-l","-a",NULL);910printf("textexec ... end!\n");11return0;12}

可以看到执行了

ls -l -a

命令（最后的打印语句也没有进行），可是我执行的是我们的代码，怎么就运行了

ls 

这个程序呢？
原因就是：exec*系列函数可以执行起来新的程序，让进程通过exec函数把自己替换为一个全新的进程！

2.2 替换原理

• 用fork创建子进程后执行的是和父进程相同的程序(但有可能执行不同的代码分支)
• 子进程往往要调用一种exec函数以执行另一个程序。
• 当进程调用一种exec函数时,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 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
• 没有创建新进程！！！

我们知道

进程 = 内核数据结构 + 代码和数据

，替换就是用新进程的

代码与数据

替换之前的

代码与数据

,注意不改变pid哦！
站在被替换进程的角度：本质就是这个程序别加载到内存里了！！！exec* 就类似一个Linux 上的加载函数。

而且我们不用关心exec*函数的返回值，只要替换成功了，就不会向后运行（也就用不到它的返回值了），只要继续运行那一定就是替换失败了！！！
那如果不想替换掉我们的程序，还想要打开一个新程序呢？？？ 我们接着向下看

2.3 单进程改为多进程

方法很简单，我们通过fork函数创建一个子进程，让子进程来执行我们的新程序不就可以了吗！

1 #include<stdio.h>2 #include<unistd.h>3 #include<stdlib.h>4 #include<sys/types.h>5 #include<sys/wait.h>678intmain()9{10printf("textexec ... begin!\n");1112pid_t id =fork();13if(id ==0)14{15//child16execl("/usr/bin/ls","ls","-l","-a",NULL);17exit(1);18}1920int status =0;21pid_t rid =waitpid(-1,&status,0);2223if(rid >0)24{25printf("father wait success,child exit code:%d \n",WEXITSTATUS(status));26}27printf("testexec ... end!\n");2829return0;30}

这个程序中:我们通过fork创建了一个子进程，然后在子进程中进行进程替换。这样应该就可以运行

ls

命令还不会影响原本程序。来看效果：

那么这样以后，创建子进程就变得非常有用了。我们可以通过子进程来完成对应任务：

1. 让子进程完成父进程代码的一部分
2. 让子进程执行一个全新的程序（会发生写时拷贝，建立全新的物理内存空间）

2.4 理解使用exec* 函数

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

int execl (const char *path, const char *arg, …)

l 表示列表 list
两个参数分别代表：

1. path (你想执行谁) : 我们执行的程序需要带路径
2. arg（你想怎么执行） : 咳传多个 ， 命令行里怎么运行就怎么写入！！！ 举个例子:ls -a -l 所以我们传execl(“/usr/bin/ls” , “ls”,“-a”,“-l”) 。这样就像命令列表

通过这些函数也可以进行执行我们缩写的程序！！！

int execv (const char *path, char *const argv[])

v 表示数组 vector
这个方法就是把列表整合为一个数组，这样就直接传入一个数组(必须以NULL结尾！！！)就可以了：

char*const argv[]={(char*)"ls",(char*)"-a",(char*)"-l",(char*)"--color",NULL};execv("/usr/bin/ls"，argv);

是不是很想之前了解过的main函数参数！

int execvp(const char *file, char *const argv[])

带p含义是可以不传入文件路径，可以直接告诉exec*需要执行谁就可以了
本质就是：查找这个程序，系统会在系统环境变量PATH中的路径来寻找

char*const argv[]={(char*)"ls",(char*)"-a",(char*)"-l",(char*)"--color",NULL};execvp("ls"，argv);

这个 int execlp(const char *file, const char *arg, …) 同理！！！

execlp("ls","ls","-a","-l")

int execle(const char *path, const char *arg, …,char *const envp[])

这个就就加上了环境变量，让我们支持自主传入

int execve(const char *filename, char const argv[],char const envp[]) 同理 ！！！

int execvpe(const char *filename, char const argv[],char const envp[])

这让我们可以传入环境变量给子进程！！！当然也会有一批来着"爷爷进程"bash的环境变量！
envp的含义是全体替换环境变量，所以会有以下情况：

1. 用全新的给子进程
2. 用老的环境变量给子进程 char** environ
3. 老的环境变量稍微修改传给子进程 调用 putenv （）函数

char*const argv[]={(char*)"ls",(char*)"-a",(char*)"-l",(char*)"--color",NULL};//用全新的给子进程char*const envp[]={(char*)"HAHA=111111",(char*)"HEHE=222222",NULL};//putenv("HAHA=111111")//putenv("HEHE=222222");//老的环境变量稍微修改传给子进程execvpe("./myprocess"，argv , encp);//char** environ// execvpe("./myprocess"，argv , environ);

注意

根据上面的用法使用，我们可以总结一下：
函数名参数格式是否带路径是否使用当前环境变量execl列表不是是execlp列表是是execle列表不是不是，需要自己组装环境变量execv数组不是是execvp数组是是execve数组不是不是，需要自己组装环境变量
而且只有 execle 是系统调用！！！他们的关系如下：

Thanks♪(･ω･)ﾉ谢谢阅读！！！

下一篇文章见！！！