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系統編程-進程-close-on-exec機制
PART1
exec系列函數功能簡介
exec系列函數登場
常規操作是先fork一個子進程,然后在子進程中調用exec系列函數執行新的目標程序,
雖然exec系列函數執行成功不返回,但是我們仍然i要使用wait或waitpid讓父進程給該子進程收屍,否則將會產生一個僵屍進程(子進程死了,老爸沒給收屍,子成為僵屍)!
並且,不論子進程內的exec系列函數執行成功或是失敗,我們都要在父進程給對其收屍!
待實驗,見實驗1(實驗1,使用execl), 思路:
讓子進程內調用exec系列函數執行的新程序的生命周期大概是5秒,觀察父進程wait成功且執行到wait后面的打印語句的時間,判斷是否也為5秒。
該系列函數辨識方法
該系列函數都以“exec”為前綴,后面的字母有各自固定的含義,可以根據這點來進行區分,而無需強行記憶。看下圖詳解:
補充知識點:
讀完上面的小結,我們可以分析出,例如execl,其第一個參數pathname,必須要求是絕對路徑。
exec系列函數關系剖析
注意事項:
如果代碼想下圖這樣寫,因為exec函數執行出錯,但是后續代碼仍然會被執行,可是:當前進程的內存空間(堆、棧、數據區)可能已經被破壞,所以這種寫法是不妥的!
上圖代碼不妥,應該修改為下圖方式,即設置進程退出:
同時,若exec執行成功,則后續代碼不會被執行。
PART2
實驗部分
實驗0
實驗目的:execl錯誤使用展示
#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include <sys/wait.h>
char* elf_name = "do cat"; char* path1 = "ls"; // 相對路徑
char* path2 = "/bin/ls"; // 絕對路徑
char* argv1 = "-al"; char* argv2 = "a.out"; int main(void) { int status = 0; pid_t pid; printf("main-process-pid: %ld\n", (long)getpid()); pid = fork(); if (pid < 0) { printf("fork error"); } else if (pid == 0) { printf("son-process-pid: %ld\n", (long)getpid()); if(execl(path1, elf_name, argv1, argv2, NULL)<0){
perror("execl error"); exit(1); }else{ printf("execl %s success\n", elf_name); } } wait(NULL); printf("-------main process ending------\n"); return 0; }
編譯運行:
錯誤原因:execl的第一個參數不支持是相對路徑,所以上述實驗中execl的第一個參數應該是path2 .
實驗1
實驗目的1: execl使用展示
實驗目的2:
雖然exec系列函數執行成功不返回,但是我們仍然要使用wait或waitpid讓父進程給該子進程收屍,否則將會產生一個僵屍進程(子進程死了,老爸沒給收屍,子成為僵屍)!
並且,不論子進程內的exec系列函數執行成功或是失敗,我們都要在父進程給對其收屍!
讓子進程內調用exec系列函數執行的新程序的生命周期大概是5秒,觀察父進程wait成功且執行到wait后面的打印語句的時間,判斷是否也為5秒。
屏蔽父進程內的wait函數與否將產生不同的效果,可使用ps -aux查看子進程是否變成了僵屍進程。
為了承接本文章上下文的連續性,將實驗1分為三個小實驗,逐步加深理解。
實驗1-1: 驗證僵屍進程的產生
#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include <sys/wait.h>
char* elf_name = "do cat"; char* path1 = "ls"; // 相對路徑
char* path2 = "/bin/ls"; // 絕對路徑
char* argv1 = "-al"; char* argv2 = "a.out"; int main(void) { int status = 0; pid_t pid; printf("main-process-pid: %ld\n", (long)getpid()); pid = fork(); if (pid < 0) { printf("fork error"); } else if (pid == 0) { printf("son-process-pid: %ld\n", (long)getpid()); if(execl(path2, elf_name, argv1, argv2, NULL)<0){ perror("execl error"); exit(1); }else{ printf("execl %s success\n", elf_name); } } //wait(NULL); 這里不回收子進程
while(1); return 0; }
在一個終端內編譯運行:
可見,子進程的進程ID是21018, 我們來看看在父進程不回收子進程,而子進程內又使用execl執行完畢了新程序后,是否會產生僵屍進程吧!
在另一個終端內查看:
實驗證實,子進程21018成為了僵屍進程。
同時,printf(“exec %s success\n”, elf_name)這句代碼未打印,由此,我們也可以看出,通過execl執行的新程序正常執行是不會返回給主程序的,
實際上,通過整個exec系列函數成功執行新程序,都是不會返回給主程序的。
然而,父進程fork了子進程后就要遵循給其收屍的原則,即使使用了exec系列函數,也是如此。
相關知識點補充 - 進程狀態及其標識 :
實驗1-2
在實驗1-1的代碼基礎上,父進程fork子進程后增加wait函數的使用,以用於對子進程的回收。此時我們重復實驗1-1的操作過程,我們不會見到子進程成為僵屍進程。
本實驗和1-1極其相似,故省略。
實驗1-3
hello.c :
#include <stdio.h> #include <unistd.h>
int main(){ sleep(5); printf("---<hello>elf, is ending---\n"); return 0; }
exec.c:
#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include <sys/wait.h>
char* elf_name = "do hello"; char* path = "/home/lmw/MINE/Linux_C_exercise/fork/exec/hello"; // 絕對路徑
int main(void) { int status = 0; pid_t pid; printf("main-process-pid: %ld\n", (long)getpid()); pid = fork(); if (pid < 0) { printf("fork error"); } else if (pid == 0) { printf("son-process-pid: %ld\n", (long)getpid()); if(execl(path, elf_name, NULL, NULL, NULL)<0){ perror("execl error"); exit(1); }else{ printf("execl %s success\n", elf_name); } } wait(NULL); printf("father waits son successfully \n"); return 0; }
編譯運行:
通過實驗可見,可執行程序hello被成功執行起來了並且在5秒后退出(讀者可以自行設置為6秒或者7秒或者8秒...),
同時,主進程內的wait調用也在5秒后成功返回(通過肉眼觀察代碼執行效果得出),表明在ecex函數裝載的新程序結束后,父進程就對其展開收屍動作了。
本1-3實驗可以進一步加深我們對fork exec wait等api進行混合使用的理解。
實驗2
實驗目的:execvp使用展示( 本質和execl一樣,都是為了調用新程序去執行,只是使用的方式不一樣而已 )
根據前面的介紹,exec后面的v表示argv,所以execvp有一個參數是char* argv[]. 后面的p表示path,且支持相對路徑,但是該相對路徑必須要在系統的環境表中,
Linux下查看系統環境表中的路徑:
實驗3 system介紹,自己編寫功能更為強大的mysystem(自己手動調用exec系列函數可在需要時攜帶更多參數)。
#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include <sys/wait.h>
char* test_cmd = "ps"; void mysystem(char* cmd){ pid_t pid; //printf("main-process-pid: %ld\n", (long)getpid());
pid = fork(); if (pid < 0) { printf("fork error"); } else if (pid == 0) { //printf("son-process-pid: %ld\n", (long)getpid());
if(execlp("bash", "I am bash", "-c", cmd, NULL)<0){ perror("execl error"); exit(1); } //printf("mysystem success \n");
} wait(NULL); } int main(void) { mysystem(test_cmd); return 0; }
編譯運行:
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