【项目 进程3】2.6 exce函数族 2.7 进程退出、孤儿进程、僵尸进程

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2.6 exec函数族介绍（execute 执行）

有点像C++的函数重载，是一系列功能相似的函数

• exec函数族的作用是根据指定的文件名找到可执行文件，并用它来取代调用进程的内容，在调用进程内部执行一个可执行文件。

• exec函数族的函数执行成功后不会返回，因为调用进程的实体，包括代码段、数据段和堆栈都已经被新的内容取代，只留下进程ID等一些表面上的信息仍保持原样，“三十六计”中的“金蝉脱壳”。看上去还是旧的躯壳，却已经注入了新的灵魂。只有调用失败了，它们才会返回-1，从原程序的调用点接着往下执行。

exec函数族

前6个为标准C库函数，最后一个为Linux系统函数

注：第二章是linux系统函数，第三章才是标准c库函数，所以使用 man 3 execl 来查看该函数说明。

• l(list) 参数地址列表，以空指针结尾

• v(vector) 存有各参数地址的指针数组的地址

• p(path) 按PATH环境变量指定的目录搜索可执行的文件

• e(environment) 存有环境变量字符串地址的指针数组的地址

hello.c

#include 

int main() {    

    printf("hello, world\n");

    return 0;
}

execl.c

/*  
    #include 
    int execl(const char *path, const char *arg, ...);
        - 参数：
            - path:需要指定的执行的文件的路径或者名称
                a. out /home/nowcoder/a.out 推荐使用绝对路径
                ./a.out hello world

            - arg:是执行可执行文件所需要的参数列表
                第一个参数一般没有什么作用，为了方便，一般写的是执行的程序的名称
                从第二个参数开始往后，就是程序执行所需要的的参数列表。
                参数最后需要以NULL结束（哨兵）

        - 返回值：
            只有当调用失败，才会有返回值，返回-1，并且设置errno
            如果调用成功，没有返回值。

*/
#include 
#include 
#include 

int main() {


    // 创建一个子进程，在子进程中执行exec函数族中的函数
    pid_t pid = fork();

    if(pid > 0) {
        // 父进程
        printf("i am parent process, pid : %d\n",getpid());
        sleep(1);
    }else if(pid == 0) {
        // 子进程
        // execl("hello","hello",NULL);

        //执行操作系统的shell命令
        execl("/bin/ps", "ps", "aux", NULL);
        perror("execl");
        printf("i am child process, pid : %d\n", getpid());//若execl执行成功，该语句不会被执行

    }

    //若execl执行成功，下面循环只执行父进程的部分，不会执行子进程的部分
    for(int i = 0; i < 3; i++) {
        printf("i = %d, pid = %d\n", i, getpid());
    }


    return 0;
}

execlp.c
输入env，找path，后面跟的就是存 在环境变量下的路径们。execlp只需要可执行程序的名字，然后会自动去环境变量有的目录下找对应文件

/*  
    #include 
    int execlp(const char *file, const char *arg, ... );
        - 与execl的不同之处：会到环境变量中查找指定的可执行文件，如果找到了就执行，找不到就执行不成功。
        - 参数：
            - file:需要执行的可执行文件的文件名
                a.out
                ps

            - arg:是执行可执行文件所需要的参数列表
                第一个参数一般没有什么作用，为了方便，一般写的是执行的程序的名称
                从第二个参数开始往后，就是程序执行所需要的的参数列表。
                参数最后需要以NULL结束（哨兵）

        - 返回值：
            只有当调用失败，才会有返回值，返回-1，并且设置errno
            如果调用成功，没有返回值。


        int execv(const char *path, char *const argv[]);
        argv是需要的参数的一个字符串数组
        char * argv[] = {"ps", "aux", NULL};
        execv("/bin/ps", argv);

        int execve(const char *filename, char *const argv[], char *const envp[]);
        char * envp[] = {"/home/nowcoder", "/home/bbb", "/home/aaa"};


*/
#include 
#include 

int main() {


    // 创建一个子进程，在子进程中执行exec函数族中的函数
    pid_t pid = fork();

    if(pid > 0) {
        // 父进程
        printf("i am parent process, pid : %d\n",getpid());
        sleep(1);
    }else if(pid == 0) {
        // 子进程
        //execl若没有写具体的路径，则找不到，但execlp可以不写具体路径，可从环境变量中查找指定的可执行文件
        //若执行hello.c，没有配置环境变量路径则会报错
        execlp("ps", "ps", "aux", NULL);

        printf("i am child process, pid : %d\n", getpid());

    }

    for(int i = 0; i < 3; i++) {
        printf("i = %d, pid = %d\n", i, getpid());
    }


    return 0;
}

2.7 进程退出、孤儿进程、僵尸进程

关于进程：创建子进程的时候，子进程会拥有一份虚拟地址空间，但是除了内核区，在读数据的时候和父进程共用一份物理空间。只有写的时候，或者调用exec的时候，物理空间才会被复制一份出来给新的程序使用

进程退出

status参数为退出的状态，记录进程是什么原因退出的。这个值会被父进程接收，父进程通过这个状态判断是不是要内存回收或者做其他操作

exit()比_exit()多做了几件事情，调用退出处理函数、刷新I/O缓冲、关闭文件描述符等等，exit()底层也是调用_exit()函数。

/*
    #include 
    void exit(int status);

    #include 
    void _exit(int status);

    status参数：是进程退出时的一个状态信息。父进程回收子进程资源的时候可以获取到。
*/
#include 
#include 
#include 

int main() {

    printf("hello\n");//\n自动刷新IO缓冲区
    printf("world");//写入缓冲区里

    // exit(0);//一般使用标准C库的函数，它做的事情更多一些，打印hello world(刷新IO缓冲，将缓冲区数据输出到终端)
    _exit(0);//若执行成功，return 0将不会被执行，只打印hello
    
    return 0;
}

孤儿进程

init进程pid为1
但是子进程不一定就是init接管。像目前使用的版本就是1765，upstart接管了init的部分工作，领养子进程

#include 
#include 
#include 

int main() {

    // 创建子进程
    pid_t pid = fork();

    // 判断是父进程还是子进程
    if(pid > 0) {

        printf("i am parent process, pid : %d, ppid : %d\n", getpid(), getppid());
        //程序运行时在后台
        //父进程退出后，切换到前台
    } else if(pid == 0) {
        sleep(1);
        // 当前是子进程
        printf("i am child process, pid : %d, ppid : %d\n", getpid(),getppid());
       
    }

    // for循环
    for(int i = 0; i < 3; i++) {
        printf("i : %d , pid : %d\n", i , getpid());
    }

    return 0;
}

在一开始，是前台，执行orphan的时候切换到后台。有内容输出的时候，输出到前台让用户看到。当ppid(终端)检测到pid(父进程)死亡，就会认为这个程序执行完毕。就会回到前台。但是此时子进程还有内容输出。于是就会显示出子进程紧跟前台输出
子进程继承了父进程的所有打开的文件描述符，包括标准输入（stdin）、标准输出（stdout）和标准错误输出（stderr）。这就意味着，如果父进程的标准输出连接到了当前终端，那么子进程的标准输出也会连接到同一个终端。

僵尸进程

释放僵尸进程的另一种方法：杀死父进程，子进程由init进程收养并回收。

#include 
#include 
#include 

int main() {

    // 创建子进程
    pid_t pid = fork();

    // 判断是父进程还是子进程
    if(pid > 0) {
        while(1) {
            printf("i am parent process, pid : %d, ppid : %d\n", getpid(), getppid());
            sleep(1);
        }

    } else if(pid == 0) {
        // 当前是子进程
        printf("i am child process, pid : %d, ppid : %d\n", getpid(),getppid());
       
    }

    // for循环
    for(int i = 0; i < 3; i++) {
        printf("i : %d , pid : %d\n", i , getpid());
    }

    return 0;
}