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linux中的exec

发布时间:2025-02-22 21:05:55

‘壹’ 为什么linux下要把创建进程分为fork()和exec()(一系列函数

Fork最早可追溯至1962年Melvin E. Conway的论文《A Multiprocessor System Design》,在这篇论文中,Conway提出Fork和Join两个并行原语,Fork用于分叉,Join用于聚集。在那篇文章中,Process一词与当前的“进程”概念并不相同。随后,GENIE分时系统实现了这一处理逻辑。

exec的起源源自早期Unix中Shell的运行方式。在启动用户程序时,Shell会直接将用户程序代码覆盖自身代码并清空内存,待执行完毕后,使用exit()重新初始化Shell代码。这样一来,运行用户进程前后Shell几乎无法保留任何信息。(这与80年代的家用电脑情况类似……DOS的INT 21/4B在处理COM时也大致相同。)

为解决这一问题,最简单的办法是将Shell的内存空间完全复制一遍再覆盖,Unix借鉴了GENIE分时系统中的Fork机制来完成此复制任务,这就形成了fork-exec二件套的由来。

‘贰’ linux的exec是什么意思

前三个和最后一个是两个类型。前三个主要是Linux用来创建新的进程(线程)而设计的,exec()系列函数则是用来用指定的程序替换当前进程的所有内容。所以exec()系列函数经常在前三个函数使用之后调用,来创建一个全新的程序运行环境。Linux用init进程启动其他进程的过程一般都是这样的。下面说fork、vfork和clone三个函数。这三个函数分别调用了sys_fork、sys_vfork、sys_clone,最终都调用了do_fork函数,差别在于参数的传递和一些基本的准备工作不同。可见这三者最终达到的最本质的目的都是创建一个新的进程。在这里需要明确一下,Linux内核中没有独立的“线程”结构,Linux的线程就是轻量级进程,换言之基本控制结构和Linux的进程是一样的(都是通过struct task_struct管理)。fork是最简单的调用,不需要任何参数,仅仅是在创建一个子进程并为其创建一个独立于父进程的空间。fork使用COW(写时拷贝)机制,并且COW了父进程的栈空间。vfork是一个过时的应用,vfork也是创建一个子进程,但是子进程共享父进程的空间。在vfork创建子进程之后,父进程阻塞,直到子进程执行了exec()或者exit()。vfork最初是因为fork没有实现COW机制,而很多情况下fork之后会紧接着exec,而exec的执行相当于之前fork复制的空间全部变成了无用功,所以设计了vfork。而现在fork使用了COW机制,唯一的代价仅仅是复制父进程页表的代价,所以vfork不应该出现在新的代码之中。在Linux的manpage中队vfork有这样一段话:It is rather unfortunate that Linux revived this specter from the past. The BSD man page states: "This system call will be eliminated when proper system sharing mechanisms are implemented. Users should not depend on the memory sharing semantics of vfork() as it will, in that case, be made synonymous to fork(2)."clone是Linux为创建线程设计的(虽然也可以用clone创建进程)。所以可以说clone是fork的升级版本,不仅可以创建进程或者线程,还可以指定创建新的命名空间(namespace)、有选择的继承父进程的内存、甚至可以将创建出来的进程变成父进程的兄弟进程等等。clone和fork的调用方式也很不相同,clone调用需要传入一个函数,该函数在子进程中执行。此外,clone和fork最大不同在于clone不再复制父进程的栈空间,而是自己创建一个新的。关于Linux命令的介绍,看看《linux就该这么学》,具体关于这一章地址3w(dot)linuxprobe/chapter-02(dot)html

‘叁’ linux中system和exec函数的区别

system是用shell来调用程序=fork+exec+waitpid,而exec是直接让你的程序代替用来的程序运行。
system 是在单独的进程中执行命令,完了还会回到你的程序中。而exec函数是直接在你的进程中执行新的程序,新的程序会把你的程序覆盖,除非调用出错,否则你再也回不到exec后面的代码,就是说你的程序就变成了exec调用的那个程序了。
看一下,下面的例子.
例子1
---------------------------------
system("your_program");
printf("You can see me! ");
---------------------------------
例子2
---------------------------------
exec("your_program");
printf("You can't see me! ");
---------------------------------
在例子1中,在你的程序执行完毕以后,会执行printf语句。
在例子2中,由于exec将程序your_program代替了本身,因此程序不再会执行printf语句。
在Linux下,exec通常会和fork语句一起用。
看下面的这个例子
--------------------------------------------
pid_t pid = fork();
if (pid < 0) {
printf(“fork error!”);
exit(-1);
} else if (pid == 0) {
//这里是子进程
printf("I'm son! ");
//执行其它的程序
exec("your_program");
} else {
//这里是父进程
printf("i'm father!");
wait();//等待子进程结束后返回
exit(0);
}

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