Linux进程(3)--进程终止与exec函数族
进程的几种终止方式
(1)正常退出
从main函数返回[return]
调用exit
调用_exit/_Exit
(2)异常退出
调用abort 产生SIGABOUT信号
由信号终止 Ctrl+C [SIGINT]
...(并不完全, 如return/pthread_exit等)
系统调用_exit直接陷入内核，而C语言库函数是经过一系列的系统清理工作，再调用Linux内核的;
int main()
{
cout << "In main, pid = " << getpid();
fflush(stdout); //增加了刷新缓冲区工作
_exit(0);
}
小结:exit与_exit区别
1）_exit是一个系统调用，exit是一个c库函数
2）exit会执行清除I/O缓存
3）exit会执行调用终止处理程序 //终止处理程序如下
终止处理程序：atexit
atexit可以注册终止处理程序，ANSI C规定最多可以注册32个终止处理程序。
终止处理程序的调用与注册次序相反
#include
int atexit(void (*function)(void));
//测试
void exitHandler1(void)
{
cout << "If exit with exit, the function exitHandler will be called1" << endl;
}
void exitHandler2(void)
{
cout << "If exit with exit, the function exitHandler will be called2" << endl;
}
int main()
{
cout << "In main, pid = " << getpid() << endl;
atexit(exitHandler1); //注意，先注册的后执行
atexit(exitHandler2);
exit(0);
}
//输出
In main, pid = 4035
If exit with exit, the function exitHandler will be called2
If exit with exit, the function exitHandler will be called1异常终止
//测试
void exitHandler1(void)
{
cout << "If exit with exit, the function exitHandler will be called1" << endl;
}
void exitHandler2(void)
{
cout << "If exit with exit, the function exitHandler will be called2" << endl;
}
int main()
{
cout << "In main, pid = " << getpid() << endl;
atexit(exitHandler1);
atexit(exitHandler2);
abort();
//exit(0);
}
In main, pid = 4098
Aborted (core dumped)
exec函数族
exec替换进程印象
在进程的创建上,Unix采用了一个独特的方法，它将进程创建与加载一个新进程映象分离。这样的好处是有更多的余地对两种操作进行管理。
当我们创建了一个进程之后，通常将子进程替换成新的进程映象，这可以用exec系列的函数来进行。当然，exec系列的函数也可以将当前进程替换掉。
exec只是用磁盘上的一个新程序替换了当前进程的正文段, 数据段, 堆段和栈段.
函数族信息
#include
int execve(const char *filename, char *const argv[], char *const envp[]);
#include
int execl(const char *path, const char *arg, ...);
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 execvpe(const char *file, char *const argv[], char *const envp[]);
path参数表示你要启动程序的名称包括路径名
arg参数表示启动程序所带的参数
返回值:成功返回0,失败返回-1
execve() executes the program pointed to by filename. filename must be either a binary executable, or a script starting with a line of the form
说明：
execl，execlp，execle（都带“l”, 代表list）的参数个数是可变的，参数以必须一个空指针结束。
execv和execvp的第二个参数是一个字符串数组，新程序在启动时会把在argv数组中给定的参数传递到main
名字最后一个字母是“p”的函数会搜索PATH环境变量去查找新程序的可执行文件。如果可执行文件不在PATH定义的路径上，就必须把包括子目录在内的绝对文件名做为一个参数传递给这些函数;
l代表可变参数列表，而v表示的是数组形式，
p所指的目录中查找符合参数file的文件名，找到后便执行该文件。envp代表环境变量
1，带l 的exec函数：execl,execlp,execle，表示后边的参数以可变参数的形式给出且都以一个空指针结束。
示例：
#include
#include
#include
int main(void)
{
printf("entering main process---\n");
execl("/bin/ls","ls","-l",NULL);
printf("exiting main process ----\n");
return 0;
} 
2，带 p 的exec函数：execlp,execvp，表示第一个参数path不用输入完整路径，只有给出命令名即可，它会在环境变量PATH当中查找命令
示例：
//示例execlp
#include
#include
#include
int main(void)
{
printf("entering main process---\n");
execlp("/bin/ls","ls","-l",NULL);
printf("exiting main process ----\n");
return 0;
} 3，不带 l 的exec函数：execv,execvp表示命令所需的参数以char *arg[]形式给出且arg最后一个元素必须
是NULL
示例：
#include
#include
#include
int main(void)
{
printf("entering main process---\n");
int ret;
char *argv[] = {"ls","-l",NULL};
ret = execvp("ls",argv);
if(ret == -1)
perror("execl error");
printf("exiting main process ----\n");
return 0;
} 4，带 e 的exec函数：execle表示，将环境变量传递给需要替换的进程
从上述的函数原型中我们发现：
extern char **environ;
此处的environ是一个指针数组，它当中的每一个指针指向的char为“XXX=XXX”
environ保存环境信息的数据可以env命令查看：
它由shell进程传递给当前进程，再由当前进程传递给替换的新进程
#include
#include
#include
int main(int argc, char *argv[])
{
//char * const envp[] = {"AA=11", "BB=22", NULL};
printf("Entering main ...\n");
int ret;
ret =execl("./hello", "hello", NULL);
//execle("./hello", "hello", NULL, envp);
if(ret == -1)
perror("execl error");
printf("Exiting main ...\n");
return 0;
} #include
#include
extern char** environ;
int main(void)
{
printf("hello pid=%d\n", getpid());
int i;
for (i=0; environ[i]!=NULL; ++i)
{
printf("%s\n", environ[i]);
}
return 0;
} 以上可知原进程确实将环境变量信息传递给了新进程
那么现在我们可以利用execle函数自己给的需要传递的环境变量信息：
#include
#include
#include
int main(int argc, char *argv[])
{
char * const envp[] = {"AA=11", "BB=22", NULL};
printf("Entering main ...\n");
int ret;
//ret =execl("./hello", "hello", NULL);
ret =execle("./hello", "hello", NULL, envp);
if(ret == -1)
perror("execl error");
printf("Exiting main ...\n");
return 0;
} #include
#include
extern char** environ;
int main(void)
{
printf("hello pid=%d\n", getpid());
int i;
for (i=0; environ[i]!=NULL; ++i)
{
printf("%s\n", environ[i]);
}
return 0;
} fcntl()函数中的FD_CLOEXEC标识在exec系列函数中的作用
#include
#include
int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */ ); //如果FD_CLOEXEC标识位为0，则通过execve调用后fd依然是打开的，否则为关闭的
#include
#include
#include
#include
int main(int argc, char *argv[])
{
printf("Entering main ...\n");
int ret = fcntl(1, F_SETFD, FD_CLOEXEC);
if (ret == -1)
perror("fcntl error");
int val;
val =execlp("ls", "ls","-l", NULL);
if(val == -1)
perror("execl error");
printf("Exiting main ...\n");
return 0;
} 1关闭（标准输出关闭）ls -l无法将结果显示在标准输出
子进程以写时复制（COW，Copy-On-Write）方式获得父进程的数据空间、堆和栈副本，这其中也包括文件描述符。刚刚fork成功时，父子进程中相同的文件描述符指向系统文件表中的同一项（这也意味着他们共享同一文件偏移量）。接着，一般我们会调用exec执行另一个程序，此时会用全新的程序替换子进程的正文，数据，堆和栈等。此时保存文件描述符的变量当然也不存在了，我们就无法关闭无用的文件描述符了。所以通常我们会fork子进程后在子进程中直接执行close关掉无用的文件描述符，然后再执行exec。
但是在复杂系统中，有时我们fork子进程时已经不知道打开了多少个文件描述符（包括socket句柄等），这此时进行逐一清理确实有很大难度。我们期望的是能在fork子进程前打开某个文件句柄时就指定好：“这个句柄我在fork子进程后执行exec时就关闭”。其实时有这样的方法的：即所谓的 close-on-exec。
close-on-exec的实现只需要调用系统的fcntl就能实现，很简单几句代码就能实现：
int fd=open("foo.txt",O_RDONLY);
int flags = fcntl(fd, F_GETFD);
flags |= FD_CLOEXEC;
fcntl(fd, F_SETFD, flags); 这样，当fork子进程后，仍然可以使用fd。但执行exec后系统就会字段关闭子进程中的fd了。