目录
前言：
1.替换原理
编辑 2.替换函数
2.1函数 execl
2.2函数 execv
2.3函数 execlp
2.4函数 execvp
2.5函数 execle
2.6函数 execve
2.7函数 execvpe
前言：
前面我们介绍了进程控制中的创建，退出等待，本章节我们将继续介绍一下进程替换，以上就是关于 Linux进程控制(创建、终止、等待) 的相关知识了，我们学习了 子进程 是如何被创建的，创建后又是如何终止的，以及 子进程 终止 父进程 需要做些什么，有了这些知识后，在对 进程 进行操作时能更加灵活和全面。
1.替换原理
2.替换函数
其实有六种以exec开头的函数,统称exec函数
#include <unistd.h>`
int execl(const char *path, const char *arg, ...);
int execlp(const char *file, const char *arg, ...);
int execle(const char *path, const char *arg, ...,char *const envp[]);
int execv(const char *path, char *const argv[]);
int execvp(const char *file, char *const argv[]);最后都会调用的系统替换函数
int execve(const char *path, char *const argv[], char *const envp[]); 
函数解释：
- 这些函数如果调用成功则加载新的程序从启动代码开始执行,不再返回。
- 如果调用出错则返回-1
- 所以exec函数只有出错的返回值而没有成功的返回值。
命名理解：
- l(list) : 表示参数采用列表
- v(vector) : 参数用数组
- p(path) : 有p自动搜索环境变量PATH
- e(env) : 表示自己维护环境变量
2.1函数 execl
首先是最简单的替换函数 execl
#include <unistd.h>
int execl(const char* path, const char* arg, ...);
函数解读
- 返回值：替换失败返回
-1 - 参数1：待替换程序的路径，如
/usr/bin/ls - 参数2：待替换程序的名称，如
ls - 参数3~N：待替换程序的选项，如
-a -l等，最后一个参数为NULL，表示选项传递结束 ...表示可变参数列表，可以传递多个参数
注意： 参数选项传递结束或不传递参数，都要在最后加上 NULL，类似于字符串的 '\0'
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
//execl 函数
printf("程序替换前，you can see me\n");
int ret = execl("/usr/bin/ls", "ls", "-a", "-l", NULL);
//程序替换多发生于子进程，也可以通过子进程的退出码来判断是否替换成功
if(ret == -1)
printf("程序替换失败！\n");
printf("程序替换后，you can see me again?\n");
return 0;
}
可以看出，函数 execl 中的 命令+选项+NULL 是以 链式 的方式进行传递的,方便理解。
2.2函数 execv
替换函数 execv 是以顺序表 vector 的方式传递 参数2~N 的
函数解读
- 返回值：替换失败返回
-1 - 参数1：待替换程序的路径，如
/usr/bin/ls - 参数2：待替换程序名及其命名构成的
指针数组，相当于一张表
注意： 虽然 execv 只需传递两个参数，但在创建 argv 表时，最后一个元素仍然要为 NULL
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> //exit 函数头文件
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
int main()
{
//execv 函数
pid_t id = fork();
if(id == 0)
{
printf("子进程创建成功 PID:%d PPID:%d\n", getpid(), getppid());
char* const argv[] =
{
"ls",
"-a",
"-l",
NULL
}; //argv 表，实际为指针数组
execv("/usr/bin/ls", argv);
printf("程序替换失败\n");
exit(-1); //如果子进程有此退出码，说明替换失败
}
int status = 0;
waitpid(id, &status, 0); //父进程阻塞等待
if(WEXITSTATUS(status) != 255)
{
printf("子进程替换成功，程序正常运行 exit_code:%d\n", WEXITSTATUS(status));
}
else
{
printf("子进程替换失败，异常终止 exit_code:%d\n", WEXITSTATUS(status));
}
return 0;
}
运行结果：
与 execl 函数不同，execv 是以表的形式进行参数传递的
2.3函数 execlp
可能有的人觉得写 path 路径很麻烦，还有可能会写错，那么能否换成 自动挡 替换呢？
答案是可以的，execlp 函数在进行程序替换时，可以不用写 path 路径
#include <unistd.h>
int execlp(const char* file, const char* arg, ...);
execlp 就像是 execl 的升级版，可以自动到 PATH 变量中查找程序
注意： 只能在环境变量表中的 PATH 变量中搜索，如果待程序路径没有在 PATH 变量中，是无法进行替换的
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> //exit 函数头文件
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
int main()
{
//execlp 函数
pid_t id = fork();
if(id == 0)
{
printf("you can see me\n");
execlp("ls", "ls", "-a", "-l", NULL); //程序替换
printf("you can see me again?");
exit(-1);
}
int status = 0;
waitpid(id, &status, 0); //等待阻塞
if(WEXITSTATUS(status) != 255)
printf("子进程替换成功 exit_code:%d\n", WEXITSTATUS(status));
else
printf("子进程替换失败 exit_code:%d\n", WEXITSTATUS(status));
return 0;
}
使用 execlp 替换程序更加方便，只要待替换程序路径位于 PATH 中，就不会替换失败
2.4函数 execvp
execv 加个 p 也能实现自动查询替换，即 execvp
#include <unistd.h>
int execvp(const char* file, char* const argv[]);
函数解读
- 返回值：替换失败返回
-1 - 参数1：待替换程序名，需要位于
PATH中 - 参数2：待替换程序名及其命名构成的
指针数组
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> //exit 函数头文件
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
int main()
{
//execvp 函数
pid_t id = fork();
if(id == 0)
{
printf("子进程创建成功 PID:%d PPID:%d\n", getpid(), getppid());
char* const argv[] =
{
"ls",
"-a",
"-l",
NULL
};
execvp("ls", argv);
printf("程序替换失败\n");
exit(-1); //如果子进程有此退出码，说明替换失败
}
int status = 0;
waitpid(id, &status, 0); //父进程阻塞等待
if(WEXITSTATUS(status) != 255)
{
printf("子进程替换成功，程序正常运行 exit_code:%d\n", WEXITSTATUS(status));
}
else
{
printf("子进程替换失败，异常终止 exit_code:%d\n", WEXITSTATUS(status));
}
return 0;
}
2.5函数 execle
e 表示 env 环境变量表，可以将自定义或当前程序中的环境变量表传给待替换程序
#include <unistd.h>
int execl(const char* path, const char* arg, ..., char* const envp[]);
函数解读
- 最后一个参数：替换成功后，待替换程序的环境变量表，可以自定义
char* const myenv[] = {"myval=100", NULL}; //自定义环境变量表
execle("./other/CPP", NULL, myenv); //程序替换
替换为自己写的程序 CPP
//当前源文件为 test.cc 即 C++源文件
// .xx 后缀也可以表示 C++源文件
#include <iostream>
using namespace std;
extern char** environ; //声明环境变量表
int main()
{
int pos = 0;
//只打印5条
while(environ[pos] && pos < 5)
{
cout << environ[pos++] << endl;
}
return 0;
}
可以看到，程序 CPP 中的环境变量表变成了自定义环境变量，即只有一个环境变量 myval=100
改变 execle 最后一个参数，传入默认环境变量表
extern char** environ;
execle("./other/CPP", NULL, environ); //继承环境变量表
结论： 如果主动传入环境变量后，待替换程序中的原环境变量表将被覆盖
现在可以理解为什么在 bash 中创建程序并运行，程序能继承 bash 中的环境变量表了
在 bash 下执行程序，等价于在 bash 下替换子进程为指定程序，并将 bash 中的环境变量表 environ 传递给指定程序使用
其他没有带 e 的替换函数，默认传递当前程序中的环境变量表
2.6函数 execve
execve 是系统真正提供的程序替换函数，其他替换函数都是在调用 execve
比如
execl 相当于将链式信息转化为 argv 表，供 execve 参数2使用
execlp 相当于在 PATH 中找到目标路径信息后，传给 execve 参数1使用
execle 的 envp 最终也是传给 execve 中的参数3
#include <unistd.h>
int execve(const char* filename, char* const argv[], char* const envp[]);
函数解读
- 返回值：替换失败返回
-1 - 参数1：待替换程序的路径
- 参数2：待替换程序名及其参数组成的
argv表 - 参数3：传递给待替换程序的环境变量表
替换 ls -a -l 程序
extern char** environ;
execve("/usr/bin/ls", argv, environ);
替换为自定义程序 CPP
extern char** environ;
execve("./other/CPP", argv, environ);
替换函数除了能替换为 C++ 编写的程序外，还能替换为其他语言编写的程序，如 Java、Python、PHP等等，虽然它们在语法上各不相同，但在 OS 看来都属于 可执行程序，数据位于 代码段 和 数据段，直接替换即可
系统级接口是不分语言的，因为不论什么语言最终都需要调用系统级接口，比如文件流操作中的
open、close、write等函数，无论什么语言的文件流操作函数都需要调用它们
2.7函数 execvpe
对 execvp 的再一层封装，使用方法与 execvp 一致，不过最后一个参数可以传递环境变量表
#include <unistd.h>
int execvpe(const char* file, char* const argv[], char* const envp[]);
函数解读
- 返回值：替换失败返回
-1 - 参数1：待替换程序名，需要位于
PATH中 - 参数2：待替换程序名及其命名构成的
指针数组 - 参数3：传递给待替换程序的环境变量表
extern char** environ;
execvpe("ls", argv, environ);
