【Linux】开始学习进程替换吧！-Toy模板网

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【Linux】开始学习进程替换吧！,一起学Linux吧！,linux,学习,运维,c++,服务器
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》

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>`
int execl(const char *path, const char *arg, ...);//...代表可变参数 类似printf
int execlp(const char *file, const char *arg, ...);
int execle(const char *path, const char *arg, ...,char *const envp[]);
int execv(const char *path, char *const argv[]);
int execvp(const char *file, char *const argv[]);
int execve(const char *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>
  3 
  4 int main()
  5 {
  6   printf("textexec ... begin!\n");
  7 
  8   execl("/usr/bin/ls","ls","-l","-a",NULL);                                                                                                                                   
  9                                                                                                
 10   printf("textexec ... end!\n");                                                               
 11   return 0;                                                                                    
 12 }

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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！！！

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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>
  6 
  7 
  8 int main()
  9 {
 10   printf("textexec ... begin!\n");
 11   
 12   pid_t id = fork();
 13   if(id == 0)
 14   {
 15     //child
 16     execl("/usr/bin/ls","ls","-l","-a",NULL);
 17     exit(1);
 18   }
 19 
 20   int status = 0;
 21   pid_t rid = waitpid(-1,&status,0);
 22 
 23   if(rid > 0)
 24   {
 25     printf("father wait success,child exit code:%d \n",WEXITSTATUS(status));                                                                                                  
 26   }                                                                                                                     
 27   printf("testexec ... end!\n");                                                                                        
 28                                                                                                                         
 29   return 0;                                                                                                             
 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：
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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：

让子进程完成父进程代码的一部分
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：

path (你想执行谁) : 我们执行的程序需要带路径
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：

用全新的给子进程
用老的环境变量给子进程 char** environ
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