uc_09_创建新进程 exec() system()
1 什么是创建新进程(夺舍)
在前面文章中，我们学习了fork()函数用来创建子进程。
子进程是父进程的副本，复制父进程除代码段以外的其他数据，代码段数据和父进程共享。
子进程的PID与父进程不同：
而创建新进程则不同。
与fork()不同，exec函数族不是创建调用进程的子进程，而是创建一个新的进程去掉调用进程自身。
新进程会用自己的全部地址空间，覆盖调用进程的地址空间。
新进程的PID与调用进程相同（子进程变身后，父子关系不变）：
2 创建新进程(夺舍)
exec不是一个函数，而是一堆函数(6个)，称为exec函数族。它们的功能是相同的，用法也相近，只是参数的形式和数量略有不同。建议只熟练用第1个即可。
#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 execve(const char* path, char* const argv[], char* const envp[]);
功能：让新进程取代原本的旧进程
path：可执行文件的路径
arg：命令行参数
...：不定长参数(可变长参数)，就像printf()
envp：旧进程为新进程指定的环境变量，不指定则从调用进程复制。
变相地在向新进程传递数据！
l：list，新进程的命令行参数以字符指针列表(const char* arg, ...)的形式传入，列表以空
指针结束，别忘了写NULL。
v：vector，新进程的命令行参数以字符指针数组(char* const argv[])的形式传入，数组以
空指针结束。
p：path，若第一个参数中不包含"/"完整路径，则将其视为文件名，并根据PATH环境变
量搜索该文件。
e：environment，新进程的环境变量以字符指针数组(char* const envp[])的形式传入，
数组以空指针结束，不指定环境变量则从调用进程复制。
其实6个exec函数只有execve是真正的系统调用，其它5个是对evecve的简单包装：
调用exec函数不仅改变调用进程的地址空间和进程映像，调用进程的一些属性也发生了变化（归零、默认、失效）：
-任何处于阻塞状态的信号都会丢失
-被设置为捕获的信号会还原为默认操作
-有关线程属性的设置会还原为缺省值
-有关进程的统计信息会复位
-与进程内存相关的任何数据都会丢失，包括内存映射文件（局部变量等）
-标准库在用户空间维护的一切数据结构（如通过atexit或on_exit函数注册的退出处理函数）
都会丢失
但有些属性会被新进程继承下来，如PID，PPID，实际用户ID，实际组ID，优先级，文件描述符等。
注意，如果新进程创建成功，exec函数是不会返回的，因为成功的exec调用会以跳转到新进程的入口地址作为结束，而刚刚运行的代码是不会存在于新进程的地址空间中的（旧进程已死，没得返回；新进程没调用，也就返不给新进程）。但如果进程创建失败，exec函数会返回-1。
//new.c 变身的目标
#include
#include
int main(int argc,char* argv[],char* envp[]){
printf("PID : %d\n",getpid());
printf("命令行参数:\n");
for(char** pp = argv;*pp;pp++){
printf("%s\n",*pp);
}
printf("环境变量:\n");
for(char** pp = envp;*pp;pp++){
printf("%s\n",*pp);
}
printf("---------------------\n");
return 0;
}
//编译执行为new，作为变身的目标 //exec.c 创建新进程（bash的子进程exec变身成new进程）
#include
#include
int main(void){
printf("%d进程:我要变身了\n",getpid());
/*if(execl("./new","new","hello","123",NULL) == -1){ //第一个参数已定位，故第二
perror("execl"); //个new无需再./
return -1;
}*/
/*if(execl("/bin/ls","ls","-i","-a","-l",NULL) == -1){ //变身成ls命令
perror("execl"); //命令的本质就是可执行程序
return -1;
}*/
/*if(execlp("lsSSSS","ls","-a","-i",NULL) == -1){ //报错
perror("execlp");
return -1;
}*/
//演示execve()，定义2个char* []
//指定新进程的环境变量，变相在新旧进程间传递数据！
char* envp[] = {"NAME=laozhang","AGE=18","FOOD=guobaorou",NULL};
/*if(execle("./new","new","hello","123",NULL,envp) == -1){
perror("execle");
return -1;
}*/
char* argv[] = {"new","hello","123",NULL};
if(execve("./new",argv,envp) == -1){
perror("execve");
return -1;
}
printf("%d进程:变身完成了\n",getpid());//不会执行，因为前面已经进入new进程了
return 0; //本进程已被抛弃，代码自然不被执行
}
//编译执行 调用exec函数固然可以创建出新的进程，但是新进程会取代原来的进程。如果既想创建新的进程，同时又希望原来的进程继续存在， 则可以考虑fork() + exec()模式，即在fork产生的子进程里调用exec函数，新进程取代了子进程，但父进程依然存在：
//forkexec.c fork() + exec()模式
#include
#include
#include
int main(void){
//创建子进程
pid_t pid = fork();
if(pid == -1){
perror("fork");
return -1;
}
//子进程代码,exec变身
if(pid == 0){
if(execl("./new","new","hello","123",NULL) == -1){
perror("execl");
return -1;
}
//return 0; //可以注释掉，因为已变身成new进程了，这里压根不执行
} //即使变身失败，也return -1; 了
//父进程代码,收尸
int s;//用来输出子进程的终止状态
if(waitpid(-1,&s,0) == -1){ //-1任意PID，0阻塞
perror("waitpid");
return -1;
}
if(WIFEXITED(s)){
printf("正常终止:%d\n",WEXITSTATUS(s));
}else{
printf("异常终止:%d\n",WTERMSIG(s));
}
//创建第二个子进程
pid = fork();
if(pid == -1){
perror("fork");
return -1;
}
//子进程代码
if(pid == 0){
if(execl("/bin/ls","ls","-i","-l",NULL) == -1){
perror("execl");
return -1;
}
//return 0;
}
//父进程代码
if(waitpid(-1,&s,0) == -1){
perror("waitpid");
return -1;
}
if(WIFEXITED(s)){ //宏，判断进程死因
printf("正常终止:%d\n",WEXITSTATUS(s));
}else{
printf("异常终止:%d\n",WTERMSIG(s));
}
return 0;
}
//编译执行 3 system() 最优
system() == fork() + exec () + waitpid()
使用system()函数而不用vfork() + exec ()的好处是，system函数针对各种错误和信号都做了必要的处理，而且system是标准库函数，可跨平台使用，各种报错措施也完备。
#include <stdlib.h>
int system(const char* command);
功能：执行shell命令
command：shell命令行字符串
返回值：成功返回command进程的终止状态，失败返回-1
system()函数执行command参数所表示的命令行，并返回命令进程的终止状态。
若command参数取NULL，返回非0表示shell可用，返回0表示shell不可用。
在system()函数内部调用了vfork() exec () 和waitpid()等函数：
-如果调用vfork()或waitpid()函数出错，则返回-1
-如果调用exec()函数出错，则在子进程中执行exit(127)
-如果都成功，则返回command进程的终止状态(由waitpid()的status参数获得)
//system.c system()函数演示
#include
#include //system()是标准库函数
#include
int main(void){
int s = system("./new hello 123"); //就像在命令行输入
if(s == -1){ //system()失败
perror("system");
return -1;
}
if(WIFSIGNALED(s)){ //宏1
printf("异常终止:%d\n",WTERMSIG(s)); //sytem()成功，./new失败
}else{
printf("正常终止:%d\n",WEXITSTATUS(s));
}
//创建第2个新进程
s = system("ls -i -l --color=auto"); //试试不加--
if(s == -1){ //.bashrc中alias ls='ls --color=autu'后，
perror("system"); //只有bash终端自带效果，但程序中要手敲
return -1;
}
if(WIFEXITED(s)){ //宏2，等效滴
printf("正常终止:%d\n",WEXITSTATUS(s));
}else{
printf("异常终止:%d\n",WTERMSIG(s));
}
return 0;
}
//编译执行 vfork()生成的子进程，不会复制数据，而是共用父进程的数据，省时省力，至今用于system()底层。运行时子进程优先用，父进程阻塞；子进程结束后，父进程才继续运行。
近来，写时复制的发明，vfork()用得少了，可不深究，更多用fork()即可。
3.1 电子表？
尝试用system()写个电子钟表，显示时分秒，每秒更新。