（1）exec函數(shù)說(shuō)明

fork函數(shù)是用于創(chuàng)建一個(gè)子進(jìn)程，該子進(jìn)程幾乎是父進(jìn)程的副本，而有時(shí)我們希望子進(jìn)程去執(zhí)行另外的程序，exec函數(shù)族就提供了一個(gè)在進(jìn)程中啟動(dòng)另一個(gè)程序執(zhí)行的方法。它可以根據(jù)指定的文件名或目錄名在磁盤上找到可執(zhí)行文件，并用它來(lái)取代原調(diào)用進(jìn)程的數(shù)據(jù)段、代碼段和堆棧段，在執(zhí)行完之后，原調(diào)用進(jìn)程（該調(diào)用函數(shù)族的進(jìn)程）的內(nèi)容除了進(jìn)程號(hào)外，其他全部被新程序的內(nèi)容替換了。另外，這里的可執(zhí)行文件既可以是二進(jìn)制文件，也可以是Linux下任何可執(zhí)行腳本文件（/bin/sh 解釋執(zhí)行shell腳本）。

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（2）在Linux中使用exec函數(shù)族主要有以下兩種情況：

a. 當(dāng)進(jìn)程認(rèn)為自己不能再為系統(tǒng)和用戶做出任何貢獻(xiàn)時(shí)，就可以調(diào)用任何exec 函數(shù)族讓自己重生，即自己執(zhí)行新程序。
b.如果一個(gè)進(jìn)程想執(zhí)行另一個(gè)程序，那么它就可以調(diào)用fork函數(shù)新建一個(gè)進(jìn)程，然后子進(jìn)程調(diào)用exec函數(shù)使子進(jìn)程重生。
?

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（3）exec函數(shù)族語(yǔ)法

實(shí)際上，在Linux中并沒(méi)有exec函數(shù)，而是有6個(gè)以exec開(kāi)頭的函數(shù)族，下表列舉了exec函數(shù)族的6個(gè)成員函數(shù)的語(yǔ)法。
所需頭文件：?#include <unistd.h>
函數(shù)說(shuō)明：?執(zhí)行文件
函數(shù)原型：

int execl(const char *path, const char *arg, ...) int execv(const char *path, char *const argv[]) int execle(const char *path, const char *arg, ..., char *const envp[]) int execve(const char *path, char *const argv[], char *const envp[]) int execlp(const char *file, const char *arg, ...) int execvp(const char *file, char *const argv[])

函數(shù)返回值：成功 -> 函數(shù)不會(huì)返回，出錯(cuò) -> 返回-1，失敗原因記錄在error中。
這6個(gè)函數(shù)在函數(shù)名和使用語(yǔ)法的規(guī)則上都有細(xì)微的區(qū)別，下面就可執(zhí)行文件查找方式、參數(shù)表傳遞方式及環(huán)境變量這幾個(gè)方面進(jìn)行比較說(shuō)明。

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①???查找方式：上表其中前4個(gè)函數(shù)的查找方式都是完整的文件目錄路徑，而最后2個(gè)函數(shù)（也就是以p結(jié)尾的兩個(gè)函數(shù)）可以只給出文件名，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)從環(huán)境變量“$PATH”所指出的路徑中進(jìn)行查找。

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②???參數(shù)傳遞方式：exec函數(shù)族的參數(shù)傳遞有兩種方式，一種是逐個(gè)列舉的方式，而另一種則是將所有參數(shù)整體構(gòu)造成指針數(shù)組進(jìn)行傳遞。
在這里參數(shù)傳遞方式是以函數(shù)名的第5位字母來(lái)區(qū)分的，字母為“l(fā)”（list）的表示逐個(gè)列舉的方式，字母為“v”（vertor）的表示將所有參數(shù)整體構(gòu)造成指針數(shù)組傳遞，然后將該數(shù)組的首地址當(dāng)做參數(shù)傳給它，數(shù)組中的最后一個(gè)指針要求是NULL。讀者可以觀察execl、execle、execlp的語(yǔ)法與execv、execve、execvp的區(qū)別。

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③??環(huán)境變量：exec函數(shù)族使用了系統(tǒng)默認(rèn)的環(huán)境變量，也可以傳入指定的環(huán)境變量。這里以“e”（environment）結(jié)尾的兩個(gè)函數(shù)execle、execve就可以在envp[]中指定當(dāng)前進(jìn)程所使用的環(huán)境變量替換掉該進(jìn)程繼承的所以環(huán)境變量。

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④PATH環(huán)境變量說(shuō)明：PATH環(huán)境變量包含了一張目錄表，系統(tǒng)通過(guò)PATH環(huán)境變量定義的路徑搜索執(zhí)行碼，PATH環(huán)境變量定義時(shí)目錄之間需用用“:”分隔，以“.”號(hào)表示結(jié)束。PATH環(huán)境變量定義在用戶的.profile或.bash_profile中，下面是PATH環(huán)境變量定義的樣例，此PATH變量指定在“/bin”、“/usr/bin”和當(dāng)前目錄三個(gè)目錄進(jìn)行搜索執(zhí)行碼。
PATH=/bin:/usr/bin:.
export $PATH

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⑤進(jìn)程中的環(huán)境變量說(shuō)明：在Linux中，Shell進(jìn)程是所有執(zhí)行碼的父進(jìn)程。當(dāng)一個(gè)執(zhí)行碼執(zhí)行時(shí)，Shell進(jìn)程會(huì)fork子進(jìn)程然后調(diào)用exec函數(shù)去執(zhí)行執(zhí)行碼。Shell進(jìn)程堆棧中存放著該用戶下的所有環(huán)境變量，使用execl、execv、execlp、execvp函數(shù)使執(zhí)行碼重生時(shí)，Shell進(jìn)程會(huì)將所有環(huán)境變量復(fù)制給生成的新進(jìn)程；而使用execle、execve時(shí)新進(jìn)程不繼承任何Shell進(jìn)程的環(huán)境變量，而由envp[]數(shù)組自行設(shè)置環(huán)境變量。

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⑥exec函數(shù)族關(guān)系
第4位統(tǒng)一為：exec
第5位
l：參數(shù)傳遞為逐個(gè)列舉方式
execl、execle、execlp
v：參數(shù)傳遞為構(gòu)造指針數(shù)組方式
execv、execve、execvp
第6位
e：可傳遞新進(jìn)程環(huán)境變量
execle、execve
p：可執(zhí)行文件查找方式為文件名
execlp、execvp

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事實(shí)上，這6個(gè)函數(shù)中真正的系統(tǒng)調(diào)用只有execve，其他5個(gè)都是庫(kù)函數(shù)，它們最終都會(huì)調(diào)用execve這個(gè)系統(tǒng)調(diào)用，調(diào)用關(guān)系如下圖12-11所示：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖12-11 exec函數(shù)族關(guān)系圖
（7）exec調(diào)用舉例如下：

char *const ps_argv[] ={"ps", "-o", "pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm", NULL}; char *const ps_envp[] ={"PATH=/bin:/usr/bin", "TERM=console", NULL}; execl("/bin/ps", "ps", "-o", "pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm", NULL); execv("/bin/ps", ps_argv); execle("/bin/ps", "ps", "-o", "pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm", NULL, ps_envp); execve("/bin/ps", ps_argv, ps_envp); execlp("ps", "ps", "-o", "pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm", NULL); execvp("ps", ps_argv);

請(qǐng)注意exec函數(shù)族形參展開(kāi)時(shí)的前兩個(gè)參數(shù)，第一個(gè)參數(shù)是帶路徑的執(zhí)行碼（execlp、execvp函數(shù)第一個(gè)參數(shù)是無(wú)路徑的，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)PATH自動(dòng)查找然后合成帶路徑的執(zhí)行碼），第二個(gè)是不帶路徑的執(zhí)行碼，執(zhí)行碼可以是二進(jìn)制執(zhí)行碼和Shell腳本。

（8）exec函數(shù)族使用注意點(diǎn)
在使用exec函數(shù)族時(shí)，一定要加上錯(cuò)誤判斷語(yǔ)句。因?yàn)?strong>exec很容易執(zhí)行失敗，其中最常見(jiàn)的原因有：
① ? ?找不到文件或路徑，此時(shí)errno被設(shè)置為ENOENT。
② ? ?數(shù)組argv和envp忘記用NULL結(jié)束，此時(shí)errno被設(shè)置為EFAULT。
③ ? ?沒(méi)有對(duì)應(yīng)可執(zhí)行文件的運(yùn)行權(quán)限，此時(shí)errno被設(shè)置為EACCES。

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（9）exec后新進(jìn)程保持原進(jìn)程以下特征
? ? ?環(huán)境變量（使用了execle、execve函數(shù)則不繼承環(huán)境變量）；
? ? ?進(jìn)程ID和父進(jìn)程ID；
? ? ?實(shí)際用戶ID和實(shí)際組ID；
? ? ?附加組ID；
? ? ?進(jìn)程組ID；
? ? ?會(huì)話ID；
? ? ?控制終端；
? ? ?當(dāng)前工作目錄；
? ? ?根目錄；
? ? ?文件權(quán)限屏蔽字；
? ? ?文件鎖；
? ? ?進(jìn)程信號(hào)屏蔽；
? ? ?未決信號(hào)；
? ? ?資源限制；
? ? ?tms_utime、tms_stime、tms_cutime以及tms_ustime值。
對(duì)打開(kāi)文件的處理與每個(gè)描述符的exec關(guān)閉標(biāo)志值有關(guān)，進(jìn)程中每個(gè)文件描述符有一個(gè)exec關(guān)閉標(biāo)志（FD_CLOEXEC），若此標(biāo)志設(shè)置，則在執(zhí)行exec時(shí)關(guān)閉該描述符，否則該描述符仍打開(kāi)。除非特地用fcntl設(shè)置了該標(biāo)志，否則系統(tǒng)的默認(rèn)操作是在exec后仍保持這種描述符打開(kāi)，利用這一點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)I/O重定向。

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（10）execlp函數(shù)舉例

execlp.c源代碼如下:

#include <stdio.h> #include <unistd.h>int main() {if(fork()==0){if(execlp("/usr/bin/env","env",NULL)<0){perror("execlp error!");return -1 ;}}return 0 ; }

編譯 gcc execlp.c –o execlp。
執(zhí)行 ./execlp，執(zhí)行結(jié)果如下：

HOME=/home/test DB2DB=test SHELL=/bin/bash……

由執(zhí)行結(jié)果看出，execlp函數(shù)使執(zhí)行碼重生時(shí)繼承了Shell進(jìn)程的所有環(huán)境變量，其他三個(gè)不以e結(jié)尾的函數(shù)同理。
（11）execle函數(shù)舉例
利用函數(shù)execle，將環(huán)境變量添加到新建的子進(jìn)程中去。
execle.c源代碼如下：

#include <unistd.h> #include <stdio.h>int main() {/*命令參數(shù)列表，必須以 NULL 結(jié)尾*/char *envp[]={"PATH=/tmp","USER=sun",NULL};if(fork()==0){/*調(diào)用 execle 函數(shù)，注意這里也要指出 env 的完整路徑*/if(execle("/usr/bin/env","env",NULL,envp)<0){perror("execle error!");return -1 ;}}return 0 ; }

編譯:gcc execle.c –o execle。執(zhí)行./execle，執(zhí)行結(jié)果如下：

PATH=/tmp USER=sun

可見(jiàn)，使用execle和execve可以自己向執(zhí)行進(jìn)程傳遞環(huán)境變量，但不會(huì)繼承Shell進(jìn)程的環(huán)境變量，而其他四個(gè)exec函數(shù)則繼承Shell進(jìn)程的所有環(huán)境變量。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的12.Linux:exec函数族的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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