让你快速掌握 exec 函数族的用法

1. 进程替换的概念

当我们使用 fork() 系统调用之后，创建出来的子进程是对父进程的复制，也就是说子进程和父进程执行的是相同的程序，虽然说父子进程可能执行的是不同的代码分支（if else 语句）。

但是，在某些情况下，我们需要让子进程执行一个与父进程不同的程序。这时，我们就需要用到 exec 函数族了。

2. exec 函数族的简介

exec 函数族是 Linux 系统中的一组函数，用于替换当前进程的映像。当一个进程调用 exec 函数族中的某个函数时，内核会将该进程的地址空间替换为新程序的地址空间，并将控制权交给新程序。

exec 函数族中包含以下几个函数：

• fork()：创建一个子进程，该子进程是父进程的副本。
• execve()：用新程序替换当前进程的映像。
• execvp()：与 execve() 函数类似，但它会搜索 PATH 环境变量来查找要执行的程序。
• execvpe()：与 execvp() 函数类似，但它还允许您指定要使用的环境变量。

3. exec 函数族的详细介绍

3.1 fork() 函数

fork() 函数创建一个子进程，该子进程是父进程的副本。子进程拥有与父进程相同的内存空间、文件符和环境变量。

fork() 函数的原型如下：

pid_t fork(void);

如果 fork() 函数成功，它将返回子进程的进程 ID。如果 fork() 函数失败，它将返回 -1。

3.2 execve() 函数

execve() 函数用新程序替换当前进程的映像。新程序的映像由三个参数指定：

• 程序的路径
• 程序的参数
• 程序的环境变量

execve() 函数的原型如下：

int execve(const char *path, char *const argv[], char *const envp[]);

其中：

• path 是要执行的程序的路径。
• argv 是一个字符串数组，包含要传递给程序的参数。
• envp 是一个字符串数组，包含要传递给程序的环境变量。

如果 execve() 函数成功，它将不会返回。如果 execve() 函数失败，它将返回 -1。

3.3 execvp() 函数

execvp() 函数与 execve() 函数类似，但它会搜索 PATH 环境变量来查找要执行的程序。

execvp() 函数的原型如下：

int execvp(const char *file, char *const argv[]);

其中：

• file 是要执行的程序的文件名。
• argv 是一个字符串数组，包含要传递给程序的参数。

如果 execvp() 函数成功，它将不会返回。如果 execvp() 函数失败，它将返回 -1。

3.4 execvpe() 函数

execvpe() 函数与 execvp() 函数类似，但它还允许您指定要使用的环境变量。

execvpe() 函数的原型如下：

int execvpe(const char *file, char *const argv[], char *const envp[]);

其中：

• file 是要执行的程序的文件名。
• argv 是一个字符串数组，包含要传递给程序的参数。
• envp 是一个字符串数组，包含要传递给程序的环境变量。

如果 execvpe() 函数成功，它将不会返回。如果 execvpe() 函数失败，它将返回 -1。

4. exec 函数族的应用示例

以下是一些 exec 函数族的应用示例：

• 使用 fork() 函数创建一个子进程，然后使用 execve() 函数让子进程执行一个新的程序。
• 使用 execvp() 函数执行一个新的程序，并搜索 PATH 环境变量来查找该程序。
• 使用 execvpe() 函数执行一个新的程序，并指定要使用的环境变量。

5. 总结

exec 函数族是 Linux 系统中的一组非常有用的函数，用于替换当前进程的映像。通过使用 exec 函数族，我们可以轻松地创建新的进程并执行新的程序。