深入解讀Linux進(jìn)程函數(shù)fork(),vfork(),execX()
本文研究的主要是Linux進(jìn)程函數(shù)fork(),vfork(),execX()的相關(guān)內(nèi)容，具體介紹如下。
函數(shù)fork()
fork函數(shù)：創(chuàng)建一個(gè)新進(jìn)程
1、fork()成功后，將為子進(jìn)程申請(qǐng)PCB和用戶內(nèi)存空間。
2、子進(jìn)程會(huì)復(fù)制父進(jìn)程用戶空間的所有數(shù)據(jù)(代碼段、數(shù)據(jù)段、BSS、堆、棧)，文件描述符。
3、復(fù)制父親進(jìn)程PCB中絕大多數(shù)信息。
4、雖然子進(jìn)程復(fù)制了文件描述符，而對(duì)于文件描述符相關(guān)的文件表項(xiàng)(struct file結(jié)構(gòu)),則采用共享的方式。
一個(gè)實(shí)例：
#include <unistd.h> //fork fuction
#include <fcntl.h> //file operator
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> //exit fuction
#include <string.h>
int main() {
pid_t pid;
int i=1;
int status;
char *ch1="hello",*ch2="world",*ch3="IN";
int fd;
if ((fd=open("fork.txt",O_RDWR|O_CREAT,0644))==-1) {
perror("not open");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if (write(fd,ch1,strlen(ch1))==-1) { //write in fork.txt
perror("not write");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if ((pid=fork())==-1) {
perror("fork error");
exit(EXIT_FAILURE);
}
else if(pid==0) { //son process
int i=2; //change i
printf("child:i=%d\n",i);
if (write(fd,ch2,strlen(ch2))==-1)
perror("child write");
return 0;
}
else {
sleep(1);
printf("parent:i=%d\n",i);
if (write(fd,ch3,strlen(ch3))==-1)
perror("child write");
wait(&status);
return 0;
}
}
運(yùn)行：
[root@localhost linux]# gcc -o fork fork.c [root@localhost linux]# ./fork child:i=2 parent:i=1
可以看到在子進(jìn)程中改變了i的值，然而父進(jìn)程i仍為1,所以說(shuō)子進(jìn)程和父進(jìn)程有自己的用戶空間。而打開(kāi)所創(chuàng)建的fork.txt可以得到hellowordIN,父子進(jìn)程共同對(duì)一個(gè)文件操作寫入的數(shù)據(jù)是不交叉覆蓋的，說(shuō)明父子進(jìn)程共享文件偏移，一次共享文件表項(xiàng)。
函數(shù)vfork()
與fork()函數(shù)不同，vfork()函數(shù)在創(chuàng)建進(jìn)程是并不復(fù)制父進(jìn)程的地址空間，而是在必要的時(shí)候才申請(qǐng)新的存儲(chǔ)空間，因此使得vfork()更有效率。
特別注意的是vfork()是共享父進(jìn)程的代碼以數(shù)據(jù)段。
一個(gè)例子:
#include <unistd.h> //fork fuction
#include <fcntl.h> //file operator
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> //exit fuction
#include <string.h>
int i=10;
int main() {
pid_t pid;
if ((pid=fork())==-1) {
perror("fork error");
exit(EXIT_FAILURE);
}
else if(pid==0) { //son process
i++;
printf("child:i=%d\n",i);
_exit(0);
}
else {
sleep(1);
printf("parent:i=%d\n",i);
return 0;
}
}
注意：上面的代碼中回收子進(jìn)程用的是_exit(0),如果用return 0;的話它會(huì)回收用戶空間，因此在父進(jìn)程調(diào)用的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)段錯(cuò)誤。
下面是調(diào)用輸出結(jié)果：
如果以fork()創(chuàng)建則會(huì)輸出： [root@localhost linux]# ./fork child:i=11 parent:i=10 如果改為vfork()，則： child:i=11 parent:i=11
函數(shù)exec X()系列函數(shù)
用fork()函數(shù)創(chuàng)建紫禁城后，如果希望在當(dāng)前子進(jìn)程中運(yùn)行新的程序，則可以調(diào)用execX系列函數(shù)。
注意：當(dāng)進(jìn)程調(diào)用exec函數(shù)后，該進(jìn)程的用戶空間資源完全有新程序代替。
這些函數(shù)的區(qū)別在于：
1、指示新程序的位置是路徑還是文件名
2、在使用參數(shù)時(shí)是使用參數(shù)列表哈市使用argv[]數(shù)組
3、后綴有l(wèi)(list)表示使用參數(shù)列表，v表示使用argv[]數(shù)組
具體如下所示：
#include<unistd.h> int execl(const char *pathname,const char *arg0,.../*(char *) 0 */); int execv(const char *pathname,char *const argv[]); int execle(const char *pathname,const char *arg0,.../*(char *) 0 ,char *const envp[] */); int execve(const char *pathname,char *const argv[],char *const envp[]); int execlp(const char *filename,const char*arg0,.../*(char *) 0*/); int execvp(const char *filename, char *const argv[]); int fexecve(int fd,char *const argv[],char *const evnp[]);
一個(gè)實(shí)例：
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
int main(int argc ,char* argv[]) {
pid_t pid;
if ((pid=fork())==-1)
printf("error");
else if (pid==0)
execl("/bin/ls","ls","-l",argv[1],(char *)0);
else
printf("father ok\n");
}
運(yùn)行可以看到在子進(jìn)程中執(zhí)行了ls命令。
[yqtao@localhost linux]$ gcc -o exec execX.c [yqtao@localhost linux]$ ./exec /home father ok
//execlp()函數(shù)使用
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
int main(int argc ,char* argv[]) {
execlp("ls","ls","-l","/home",(char*)0);
}
//execv()函數(shù)的使用
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
int main(int argc ,char* argv[]) {
char* argv1[]={"ls","-l","/home",0};
execv("/bin/ls",argv1);
}
ecvp()會(huì)從環(huán)境變量PATH所指定的目錄中查找文件名作為第一個(gè)參數(shù)，第二個(gè)及以后的參數(shù)由參數(shù)列表，注意最后一個(gè)成員必須為NULL
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
int main(int argc ,char* argv[]) {
char* argv1[]={"ls","-l","/home",0};
execvp("ls",argv1);
}
總結(jié)
以上就是本文關(guān)于深入解讀Linux進(jìn)程函數(shù)fork(),vfork(),execX()的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家有所幫助。感興趣的朋友可以繼續(xù)參閱本站其他相關(guān)專題，如有不足之處，歡迎留言指出。感謝朋友們對(duì)本站的支持！
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