一、进程的执行

子进程被创建好后，就需要去执行它所该执行的功能，根据子进程需要做的事，将其分为两类：

1.子进程所做的事与父进程差不多，两者功能几乎一样 //子承父业

2.子进程所做的事和父进程做的事完全不同，子进程自己完成一项功能 // 自力更生

介绍exec函数族

exec函数族的目的是为了让子程序去执行指定的程序，而不是父进程的副本。

exec函数族是用于替换当前进程映像（程序）的一组函数。这意味着执行这些函数后，当前进程的代码和数据将被新程序的代码和数据取代，旧的程序不再执行。

exec函数族的成员

exec函数族的成员有以下几种：

1. execl
2. execv
3. execle
4. execve
5. execlp
6. execvp

1. execl

int execl(const char *path, const char *arg, ..., (char *)NULL);

• path: 要执行的程序的路径。
• arg, ...: 传递给程序的参数列表，最后必须是一个NULL指针。

2. execv

int execv(const char *path, char *const argv[]);

• path: 要执行的程序的路径。
• argv[]: 参数列表，最后一个元素必须是NULL。

3. execle

int execle(const char *path, const char *arg, ..., (char *)NULL, char *const envp[]);

• path: 要执行的程序的路径。
• arg, ...: 传递给程序的参数列表，最后必须是一个NULL指针。
• envp[]: 一个指向环境变量数组的指针。

4. execve

int execve(const char *path, char *const argv[], char *const envp[]);

• path: 要执行的程序的路径。
• argv[]: 参数列表，最后一个元素必须是NULL。
• envp[]: 环境变量列表。

5. execlp

int execlp(const char *file, const char *arg, ..., (char *)NULL);

• file: 要执行的程序的名称或路径。
• arg, ...: 传递给程序的参数列表，最后必须是一个NULL指针。

execlp与execl类似，但它会在PATH环境变量中搜索可执行文件。

6. execvp

int execvp(const char *file, char *const argv[]);

• file: 要执行的程序的名称或路径。
• argv[]: 参数列表，最后一个元素必须是NULL。

execvp与execv类似，但它会在PATH环境变量中搜索可执行文件。

minishell：通过execvp调用系统的命令来执行。

#include<stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include <sys/wait.h>

int main(int argc , char *argv[])
{
    while(1)
    {
        printf("myshell>: ");
        char buf[1024] = {0};
        char *args[5] = {0};
        fgets(buf,sizeof(buf),stdin);
        buf[strlen(buf) - 1 ] = '\0';
        args[0] = strtok(buf," ");
        args[1] = args[0];
        if(!args[0])
        {
            continue;
        }
        if(strcmp(args[0],"quit") == 0 || strcmp(args[0],"exit") == 0)
        {
            return 0;
        }
        else
        {
            int i = 0;
            while( i < 3)
            {
                args[i + 1] =  strtok(NULL," ");
                ++i;
            }
            pid_t pid = fork();
            if(pid == -1)
            {
                perror("fork error");
            }
            if(pid > 0)
            {
                wait(NULL);
                continue;
            }
            else if( pid == 0)
            {
               if (execvp(args[0],args))
               {
                    perror("exec fail");
                    return 0;
               }
            }
        }
    }

    return 0;
}

二、进程的结束

进程的终止可以分为正常终止和异常终止两种情况

正常终止：

1. main 函数中的 return：

   • 当 main() 函数中执行 return 时，进程会正常终止，并返回指定的退出状态码。实际上，这等同于调用 exit() 函数。

2. exit() 函数：

   • exit() 是一个标准库函数，它会执行 I/O 缓冲区的刷新工作，关闭所有打开的文件，并调用通过 atexit() 注册的清理函数。在执行这些清理操作后，进程会正常退出。

3. _exit() 

   • _exit() ，它们会立即终止进程，不执行任何 I/O 缓冲区的刷新，也不调用任何清理函数或处理器注册函数（如通过 atexit() 注册的函数）。这两个函数之间的区别很小，通常在大多数系统上是等效的。

4. 程序执行完毕：

   • 如果一个程序运行到末尾（即 main() 函数的最后一行代码执行完毕），而没有显式的 return 或 exit() 调用，进程也会正常终止，返回值通常是 0。

异常终止：

1. abort() 函数：

   • abort() 是一个标准库函数，用于立即终止进程。它不会调用 atexit() 注册的清理函数，也不会刷新 I/O 缓冲区。调用 abort() 后，通常会生成一个核心转储文件（core dump）用于调试。

2. 信号（signal）：

   • 进程可以通过信号机制被外部或内部的信号终止。例如，使用 kill 命令发送 SIGKILL 信号可以强制终止进程。其他常见的信号包括 SIGTERM（请求终止进程）、SIGINT（通常由 Ctrl+C 产生）和 SIGSEGV（段错误）。

atexit 函数

用于在程序正常终止时执行特定的清理操作。它允许你注册一个或多个函数，这些函数会在 exit() 被调用或程序正常结束之前自动执行。atexit 函数通常用于资源的清理工作，比如释放动态分配的内存、关闭打开的文件、清理临时数据等。

int atexit(void (*func)(void));

• 当你调用 atexit() 注册一个函数后，程序在正常终止时会按后进先出的顺序（LIFO）依次调用这些注册的函数。
• 如果你注册了多个函数，那么最后注册的函数会第一个执行，依次往前执行之前注册的函数。

返回值

• 如果函数成功注册，atexit 返回 0。
• 如果注册失败，返回一个非零值。

wait函数

用于使父进程等待其子进程结束。这个函数通常在Unix/Linux系统的程序中使用。它的主要作用是防止僵尸进程的产生，确保父进程能获得子进程的退出状态。

#include <sys/types.h>  
#include <sys/wait.h>  

pid_t wait(int *status);

• status：这是一个指向整数的指针，用于存储子进程的退出状态。如果传递NULL，则不关心退出状态。
• 成功时，返回结束的子进程的进程ID（PID）。
• 如果没有子进程，返回-1，并且设置errno来指示错误原因。