C语言-系统-进程的创建

使用 system

C标准库中的system 函数提供了一种调用其他程序的简单方法，利用system 函数调用程序结果与从shell中执行这个程序基本相似；也就是说system 函数可以运行一个shell脚本的命令

//案例：
#incude 
int main()
{
    int return_value;
    return_value = system("ls -l"); // 调用失败返回 -1；
    return return_value;
}

使用fork和exec族函数

1. fork()函数
   头文件：#include
   函数的一般形式：

        pid_t fork(void);

返回值：成功返回0，表示子进程；大于零表示父进程；失败返回 -1，并设置错误代码。
错误代码：

EAGAIN：当前的进程数已经达到了系统规定的上限
ENOMEM：内存不足

// 案例：
#include 
#include 
#include 
int main()
{
    pid_t pid;
    pid = fork();
    if (0 == pid)
    {
       printf("This is the child process, its ID is %d.\n ", (int)getpid());
       printf("This is the child process, its parent process's ID is %d.\n", (int)getppid());
     }
     else if (0 < pid)
     {
        printf("This is the parent process, its ID is %d.\n", (int)getpid());
      }
      else
      {
        perror("fork error");
        exit(1); // 0表示EXIT_SUCCESS；1表示EXIT_FAILURE
      }
      return 0;
}

fork() 和 vfork() 的区别：
        使用fork调用会为子进程复制父进程所拥有的资源（进程环境、栈堆等），而vfork设计时要求子进程立即调用exec，而不修改任何内存，vfork新建的子进程则是和父进程共享所有的资源，在子进程中对数据的修改也就是对父进程数据的修改，这一点一定要注意。
        使用fork系统调用产生父子进程，在默认情况下无需人为干预，父子进程的执行顺序是由操作系统调度的，谁先执行并不确定。而对于vfork所生成的父子进程，父进程是在子进程调用了_exit或者exec后才会继续执行，不调用这两个函数父进程会等待（父进程由于没有收到子进程表示已执行的相关信号所以进行等待）。
        vfork的出现是为了解决当初fork浪费用户空间内存的问题，因为在fork后，很有可能去执行exec函数重生，vfork设计思想就是取消fork造成堆栈的复制，使用vfork可以避免资源的浪费，但是也带了资源共享所产生的问题。
        在[Linux](http://lib.csdn.net/base/linux)中，对fork进行了优化，调用时采用写时复制 (COW，copy on write）的方式，在系统调用fork生成子进程的时候，不马上为子进程复制父进程的资源，而是在遇到“写入”（对资源进行修改）操作时才复制资源。它使得一个普通的fork调用非常类似于vfork，但又避免了vfork的缺点，使得vfork变得没有必要。

2. exec() 函数
   fork函数是用于创建一个子进程，该子进程几乎是父进程的副本，而有时我们希望子进程去执行另外的程序，exec函数族就提供了一个在进程中启动另一个程序执行的方法。它可以根据指定的文件名或目录名找到可执行文件，并用它来取代原调用进程的数据段、代码段和堆栈段，在执行完之后，原调用进程的内容除了进程号外，其他全部被新程序的内容替换了
   包含：execl()、execlp()、execle()、execv()、execvp()、execvpe()六个函数。
   头文件：#include
   函数的一般形式：
   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[]);
   注意：
   1.p:表示当前执行路径，无p则表示绝对经；
   2.l：用一个字符串数组作为调用程序的参数，这个参数必须以一个NULL指针作为结束标志；
   3.v:以C语言中的varqs形式接受的参数列表；参数传递为构造指针数组方式
   4.e:表示指明了环境变量列表的参数；
   返回值：成功无返回值，失败返回 -1；
   错误代码：

在使用exec函数族时，一定要加上错误判断语句。因为exec很容易执行失败，其中最常见的原因
有：
      ENOENT：找不到文件或路径
      EFAULT：数组argv和envp忘记用NULL结束
      EACCES：没有对应可执行文件的运行权限

// 案例：
  char *const ps_argv[] ={"ps", "-o", "pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm", NULL};
  char *const ps_envp[] ={"PATH=/bin:/usr/bin", "TERM=console", NULL};
  execl("/bin/ps", "ps", "-o", "pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm", NULL);
  execlp("ps", "ps", "-o", "pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm", NULL);
  execle("/bin/ps", "ps", "-o", "pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm", NULL, ps_envp);
  execv("/bin/ps", ps_argv);
  execvp("ps", ps_argv);
  execve("/bin/ps", ps_argv, ps_envp);

注意：exec函数族形参展开时的前两个参数，第一个参数是带路径的执行码（execlp、execvp函数第一个参数是无路径的，系统会根据PATH自动查找然后合成带路径的执行码），第二个是不带路径的执行码，执行码可以是二进制执行码和Shell脚本。

// 案例：
#include 
#include 
#include 
int spawn(char* program, char** arg_list)
{
  pid_t pid;
  pid = fork();
  if (-1 == pid)
  {
    perror("fork error");
    exit(1);
  }
  else if (0 == pid)
  {
    execvp(program, arg_list);
    fprintf(stderr, "an error occurred in execvp\n");
    abort();
  }
  else
  {
    return pid;
  }
}
int main()
{
  char* arg_list[] = { "ls", "-l", "/", NULL}; // 参数列表必须以NULL指针结束
  spawn("ls", arg_list);
  printf("done with main program\n");
  return 0;
}