Linux 中 `system()` 和 `exec()` 的区别：创建子进程的异同
2024-03-17 04:42:32
system() 和 exec()：Linux 中执行外部程序的异同
简介
在 Linux 操作系统中，system() 和 exec() 函数族是用来执行外部程序的常用系统调用。它们虽然都服务于同样的目的，但在行为和实现方式上存在着一些关键差异。本文将深入探讨这些差异，重点关注它们创建子进程的机制。
system() 函数
system() 函数是 C 标准库的一部分，它负责执行外部命令并等待其完成。其语法如下：
int system(const char *command);
system() 函数以字符串形式接收命令，并在内部创建一个子进程来执行该命令。它会阻塞调用线程，直到子进程执行完毕或遇到错误。system() 函数返回一个整数，表示子进程的退出状态。
exec() 函数族
exec() 函数族是一组 Unix 系统调用，它们的作用是替换当前进程的映像并开始执行一个新的程序。这些调用包括 execl()、execlp()、execv()、execvp() 和 execle()。
exec() 函数族以字符串形式接收命令和一组参数。与 system() 不同，exec() 函数族不会创建子进程。相反，它们会替换当前进程的映像并开始执行新程序。
创建子进程的差异
system() 和 exec() 函数族在创建子进程方面的主要区别在于：
system()创建子进程：system()函数在内部创建一个子进程来执行给定的命令。exec()不创建子进程：exec()函数族不会创建子进程。它们替换当前进程的映像并开始执行新程序。
其他差异
除了创建子进程外，system() 和 exec() 函数族还有其他一些差异，包括：
- 执行环境：
system()在当前 shell 的环境中执行命令，而exec()函数族在替换后的进程的环境中执行命令。 - 返回控制：
system()在子进程完成或遇到错误后将控制返回给调用线程。exec()函数族不会返回控制，因为它们替换了当前进程。 - 标准 I/O：
system()使用当前进程的标准 I/O 流，而exec()函数族可以指定自定义的标准 I/O 流。
何时使用 system() 和 exec()
system() 和 exec() 函数族适用于不同的场景：
- 使用
system()： 当需要在一个子进程中执行外部命令，并在子进程完成后继续执行当前进程时，使用system()。 - 使用
exec()函数族： 当需要替换当前进程并开始执行一个新程序时，使用exec()函数族。
示例
以下示例演示了 system() 和 exec() 函数族之间的差异：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
// 使用 system() 执行 ls 命令并等待其完成
system("ls");
// 使用 execlp() 替换当前进程并执行 ls 命令
execlp("ls", "ls", "-l", NULL);
return 0;
}
在第一个示例中，system() 函数执行 ls 命令并等待其完成，然后继续执行 main() 函数的其余部分。
在第二个示例中，execlp() 命令替换了当前进程并开始执行 ls 命令。execlp() 之后的所有代码都不会被执行，因为当前进程已被替换。
结论
system() 和 exec() 函数族是 Linux 系统中用来执行外部程序的常用工具。虽然它们都服务于同样的目的，但它们在创建子进程的行为和实现方式上存在着一些关键差异。理解这些差异对于在 Linux 系统中有效使用这些命令至关重要。
常见问题解答
- 为什么
system()函数不会返回子进程的输出？
答：因为 system() 函数使用当前进程的标准 I/O 流，而子进程的输出被重定向到自己的标准 I/O 流。
exec()函数族如何指定自定义的标准 I/O 流？
答：可以通过将标准 I/O 流作为参数传递给 exec() 函数来指定自定义的标准 I/O 流。
- 使用
exec()函数族后，是否还能返回到调用进程？
答：不行，使用 exec() 函数族后，当前进程将被替换为新程序，无法返回到调用进程。
- 何时应该使用
system()函数？
答：当需要在一个子进程中执行外部命令，并在子进程完成后继续执行当前进程时，应该使用 system() 函数。
- 何时应该使用
exec()函数族？
答：当需要替换当前进程并开始执行一个新程序时，应该使用 exec() 函数族。
