system()使用遇到的问题及解决方式

一、遇到的问题:

问题1,函数单独调用system()时,使用没有问题。当做性能压力测试时,对调用函数进行快速的多次调用,发现system()是性能瓶颈。

问题2,在某些情况下,system()调用会卡住线程,导致程序运行阻塞。

二、分析原因:

1,源码


int system(const char * cmdstring)

{ 

pid_t pid; 

int status; 

if(cmdstring == NULL)

{ 

    return (1); 

} 

if((pid = fork())<0)

{ 

    status = -1; 

} 

else if(pid = 0)

{

    execl("/bin/sh", "sh", "-c", cmdstring, (char *)0); -exit(127); //子进程正常执行则不会执行此语句 } 

else

{ 

    while(waitpid(pid, &status, 0) < 0)

    {

        if(errno != EINTER){ status = -1; break; 

        } 

        }

    } 
    
return status; 

} 

1,system()会调用fork()产生子进程,由子进程来调用/bin/sh-c string来执行参数string字符串所代表的命令,此命令执行完后随即返回原调用的进程。

2,在调用system()期间SIGCHLD 信号会被暂时搁置,SIGINT和SIGQUIT 信号则会被忽略。 返回值 =-1:出现错误 =0:调用成功但是没有出现子进程 >0:成功退出的子进程的id 如果system()在调用/bin/sh时失败则返回127,其他失败原因返回-1。若参数string为空指针(NULL),则返回非零值。如果system()调用成功则最后会返回执行shell命令后的返回值,但是此返回值也有可能为 system()调用/bin/sh失败所返回的127,因此最好能再检查errno 来确认执行成功。

这样看实际上system()函数执行了三步操作: 

1.fork一个子进程; 

2.在子进程中调用exec函数去执行command; 

3.在父进程中调用wait去等待子进程结束。 对于fork失败,system()函数返回-1。 如果exec执行成功,也即command顺利执行完毕,则返回command通过exit或return返回的值。 (注意,command顺利执行不代表执行成功,比如command:"rm debuglog.txt",不管文件存不存在该command都顺利执行了) 如果exec执行失败,也即command没有顺利执行,比如被信号中断,或者command命令根本不存在,system()函数返回127. 如果command为NULL,则system()函数返回非0值,一般为1. 

2,分析

从源码可以分析出,system()实际上是调用fock()创建子进程执行命令,然后waitpid()回收子进程。

问题1,是不停的对system()进行调用,从源码可以看出,如果这样使用的话确实会因为waitpid()的存在而导致程序执行效率的减慢

问题2,我看过调用栈,基本会阻塞到waitpid,具体原因未知。可能跟waitpid()本身有关,后续会介绍waitpid()相关内容

三、问题处理

提供两种思路:

1,尽量不要使用system()函数,用popen()函数替代。根据网上其他人的说法,popen()返回值的判断要比system()简单。我使用popen()函数替代掉system()后,再压力测试时性能有明显提升,具体原因未分析。

2,对system()进行封装

如果不想深究system()为什么会执行失败,或者挂死、阻塞线程可以使用以下函数封装你的system()调用。原理是调用system()期间SIGCHLD 信号会被暂时搁置,SIGINT和SIGQUIT 信号则会被忽。

int my_system(const char *cmd_line) ;

typedef void (*sighandler_t)(int); 

int my_system(const char *cmd_line) 

{ 

int ret = 0; 

sighandler_t old_handler; 

old_handler = signal(SIGCHLD, SIG_DFL); 

ret = system(cmd_line); 

signal(SIGCHLD, old_handler); 

return ret; 

} 

也可以把popen()封装成int my_system(const char * cmd) 

int my_system(const char * cmd) 

{ 

    FILE * fp; 

    int res; char buf[1024]; 

    if (cmd == NULL) 

    { 

        printf("my_system cmd is NULL!\n");

        return -1;

    } 

    if ((fp = popen(cmd, "r") ) == NULL) 

    { 

        perror("popen");

        printf("popen error: %s/n", strerror(errno)); return -1; 

    } 

    else

    {

        while(fgets(buf, sizeof(buf), fp)) 

        { 

            printf("%s", buf); 

        } 

        if ( (res = pclose(fp)) == -1) 

        { 

            printf("close popen file pointer fp error!\n"); return res;

        } 

        else if (res == 0) 

        {

            return res;

        } 

        else 

        { 

            printf("popen res is :%d\n", res); return res; 

        } 

    }

} 

 

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