1、fork + exec
fork用來創建一個子進程。一個程序一調用fork函數，系統就為一個新的進程准備了前述三個段，首先，系統讓新的進程與舊的進程使用同一個代碼段，因為它們的程序還是相同的，對於數據段和堆棧段，系統則復制一份給新的進程，這樣，父進程的所有數據都可以留給子進程，但是，子進程一旦開始運行，雖然它繼承了父進程的一切數據，但實際上數據卻已經分開，相互之間不再有影響了，也就是說，它們之間不再共享任何數據了。而如果兩個進程要共享什么數據的話，就要使用另一套函數（shmget，shmat，shmdt等）來操作。現在，已經是兩個進程了，對於父進程，fork函數返回了子程序的進程號，而對於子程序，fork函數則返回零，這樣，對於程序，只要判斷fork函數的返回值，就知道自己是處於父進程還是子進程中。
事實上，目前大多數的unix系統在實現上並沒有作真正的copy。一般的，CPU都是以“頁”為單位分配空間的，象INTEL的CPU，其一頁在通常情況下是4K字節大小，而無論是數據段還是堆棧段都是由許多“頁”構成的，fork函數復制這兩個段，只是“邏輯”上的，並非“物理”上的，也就是說，實際執行fork時，物理空間上兩個進程的數據段和堆棧段都還是共享着的，當有一個進程寫了某個數據時，這時兩個進程之間的數據才有了區別，系統就將有區別的“頁”從物理上也分開。系統在空間上的開銷就可以達到最小。
vfork和fork一樣，也是創建一個子進程，但是它並不將父進程的地址空間完全復制到子進程中，不會復制頁表。因為子進程會立即調用exec，於是也就不會存放該地址空間。不過在子進程中調用exec或exit之前，他在父進程的空間中運行。
為什么會有vfork，因為以前的fork當它創建一個子進程時，將會創建一個新的地址空間，並且拷貝父進程的資源，而往往在子進程中會執行exec調用，這樣，前面的拷貝工作就是白費力氣了，這種情況下，聰明的人就想出了vfork，它產生的子進程剛開始暫時與父進程共享地址空間（其實就是線程的概念了），因為這時候子進程在父進程的地址空間中運行，所以子進程不能進行寫操作，並且在兒子“霸占”着老子的房子時候，要委屈老子一下了，讓他在外面歇着（阻塞），一旦兒子執行了exec或者exit后，相當於兒子買了自己的房子了，這時候就相當於分家了。
vfork和fork之間的另一個區別是： vfork保證子進程先運行，在她調用exec或exit之后父進程才可能被調度運行。如果在調用這兩個函數之前子進程依賴於父進程的進一步動作，則會導致死鎖。
由此可見，這個系統調用是用來啟動一個新的應用程序。其次，子進程在vfork()返回后直接運行在父進程的棧空間，並使用父進程的內存和數據。這意味着子進程可能破壞父進程的數據結構或棧，造成失敗。
為了避免這些問題，需要確保一旦調用vfork()，子進程就不從當前的棧框架中返回，並且如果子進程改變了父進程的數據結構就不能調用exit函數。子進程還必須避免改變全局數據結構或全局變量中的任何信息，因為這些改變都有可能使父進程不能繼續。
通常，如果應用程序不是在fork()之后立即調用exec()，就有必要在fork()被替換成vfork()之前做仔細的檢查。
用fork函數創建子進程后，子進程往往要調用一種exec函數以執行另一個程序，當進程調用一種exec函數時，該進程完全由新程序代換，而新程序則從其main函數開始執行，因為調用exec並不創建新進程，所以前后的進程id 並未改變，exec只是用另一個新程序替換了當前進程的正文，數據，堆和棧段。
一個進程一旦調用exec類函數，它本身就“死亡”了，系統把代碼段替換成新的程序的代碼，廢棄原有的數據段和堆棧段，並為新程序分配新的數據段與堆棧段，唯一留下的，就是進程號，也就是說，對系統而言，還是同一個進程，不過已經是另一個程序了。不過exec類函數中有的還允許繼承環境變量之類的信息，這個通過exec系列函數中的一部分函數的參數可以得到。
2、system
system 可以看做是fork + execl + waitpid。system()函數功能強大，很多人用卻對它的原理知之甚少先看linux版system函數的源碼：
#include
#include
#include
#include
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); //子進程正常執行則不會執行此語句
}
else{
while(waitpid(pid, &status, 0) < 0){
if(errno != EINTER){
status = -1;
break;
}
}
}
return status;
}
先分析一下原理，然后再看上面的代碼大家估計就能看懂了：
當system接受的命令為NULL時直接返回，否則fork出一個子進程，因為fork在兩個進程：父進程和子進程中都返回，這里要檢查返回的pid，fork在子進程中返回0，在父進程中返回子進程的pid，父進程使用waitpid等待子進程結束，子進程則是調用execl來啟動一個程序代替自己，execl("/bin/sh", "sh", "-c", cmdstring, (char*)0)是調用shell，這個shell的路徑是/bin/sh，后面的字符串都是參數，然后子進程就變成了一個shell進程，這個shell的參數是cmdstring，就是system接受的參數。在windows中的shell是command，想必大家很熟悉shell接受命令之后做的事了。
如果上面的你沒有看懂，那我再解釋下fork的原理：當一個進程A調用fork時，系統內核創建一個新的進程B，並將A的內存映像復制到B的進程空間中，因為A和B是一樣的，那么他們怎么知道自己是父進程還是子進程呢，看fork的返回值就知道，上面也說了fork在子進程中返回0，在父進程中返回子進程的pid。
windows中的情況也類似，就是execl換了個又臭又長的名字，參數名也換的看了讓人發暈的，我在MSDN中找到了原型，給大家看看：
HINSTANCE ShellExecute(
HWND hwnd,
LPCTSTR lpVerb,
LPCTSTR lpFile,
LPCTSTR lpParameters,
LPCTSTR lpDirectory,
INT nShowCmd
);
用法見下：
ShellExecute(NULL, "open", "c://a.reg", NULL, NULL, SW_SHOWNORMAL);
你也許會奇怪 ShellExecute中有個用來傳遞父進程環境變量的參數 lpDirectory，linux中的 execl卻沒有，這是因為execl是編譯器的函數（在一定程度上隱藏具體系統實現），在linux中它會接着產生一個linux系統的調用 execve, 原型見下：
int execve(const char * file,const char **argv,const char **envp);
看到這里你就會明白為什么system（）會接受父進程的環境變量，但是用system改變環境變量后，system一返回主函數還是沒變。原因從system的實現可以看到，它是通過產生新進程實現的，從我的分析中可以看到父進程和子進程間沒有進程通信，子進程自然改變不了父進程的環境變量。
關於返回值，如果system()在調用/bin/sh時失敗則返回127，其他失敗原因返回-1。如果返回值為0，表示調用成功但是沒有出現子進程。若參數string為空指針(NULL)，則返回非零值。如果system()調用成功則最后會返回執行shell命令后的返回值，但是此返回值也有可能為 system()調用/bin/sh失敗所返回的127，因此最好能再檢查errno 來確認執行成功。
shell命令的返回值可以通過WEXITSTATUS(stat)得到。處理返回值的宏定義在 中，包括（stat是waitpid()的返回值）：
WIFEXITED(stat)Non zero if child exited normally.
非零 如果子程序正常退出
WEXITSTATUS(stat)exit code returned by child
子程序返回exit 值
WIFSIGNALED(stat)Non-zero if child was terminated by a signal
非零 如果子進程被一個信號結束
WTERMSIG(stat)signal number that terminated child
結束子進程的signal number
WIFSTOPPED(stat)non-zero if child is stopped
非零 如果子進程被停止
WSTOPSIG(stat)number of signal that stopped child
停止子進程的signal number.
WIFCONTINUED(stat)non-zero if status was for continued child
非零 如果狀態是繼續運行的子進程
WCOREDUMP(stat)If WIFSIGNALED(stat) is non-zero, this is non-zero if the process leftbehind a core dump.
如果WIFSIGNALED(stat)非零，而且進程產生了一個core dump,那么這個也是非零。
3、popen
popen()也常常被用來執行一個程序。
FILE *popen(const char *command, const char *type);
int pclose(FILE *stream);
popen() 函數用創建管道的方式啟動一個 進程, 並調用 shell. 因為管道是被定義成單向的, 所以 type 參數只能定義成只讀或者只寫, 不能是兩者同時, 結果流也相應的是只讀或者只寫. command 參數是一個字符串指針, 指向的是一個以 null 結束符結尾的字符串, 這個字符串包含一個 shell 命令. 這個命令被送到 /bin/sh 以 -c 參數執行, 即由 shell 來執行. type 參數也是一個指向以 null 結束符結尾的字符串的指針, 這個字符串必須是 'r' 或者 'w’ 來指明是讀還是寫.
popen() 函數的返回值是一個普通的標准I/O流, 它只能用 pclose() 函數來關閉, 而不是 fclose() 函數. 向這個流的寫入被轉化為對 command 命令的標准輸入; 而 command 命令的標准輸出則是和調用 popen(), 函數的進程相同，除非這個被command命令自己改變. 相反的, 讀取一個 “被popen了的” 流, 就相當於讀取 command 命令的標准輸出, 而 command 的標准輸入則是和調用 popen, 函數的進程相同.
注意, popen 函數的 輸出流默認是被全緩沖的.
pclose 函數等待相關的進程結束並返回一個 command 命令的退出狀態, 就像 wait4 函數 一樣
#include
int main(int argc, char *argv[])
{
char buf[128];
FILE *pp;
if( (pp = popen("ls -l", "r")) == NULL )
{
printf("popen() error!/n");
exit(1);
}
while(fgets(buf, sizeof buf, pp))
{
printf("%s", buf);
}
pclose(pp);
return 0;
}