文档章节

Linux启动新进程的几种方法及比较

mickelfeng
 mickelfeng
发布于 2017/08/25 11:53
字数 2385
阅读 12
收藏 1

有时候,我们需要在自己的程序(进程)中启动另一个程序(进程)来帮助我们完成一些工作,那么我们需要怎么才能在自己的进程中启动其他的进程呢?在Linux中提供了不少的方法来实现这一点,下面就来介绍一个这些方法及它们之间的区别。

一、system函数调用

system函数的原型为:

#include <stdlib.h>  
int system (const char *string);  

它的作用是,运行以字符串参数的形式传递给它的命令并等待该命令的完成。命令的执行情况就如同在shell中执行命令:sh -c string。如果无法启动shell来运行这个命令,system函数返回错误代码127;如果是其他错误,则返回-1。否则,system函数将返回该命令的退出码。

注意:system函数调用用一个shell来启动想要执行的程序,所以可以把这个程序放到后台中执行,这里system函数调用会立即返回。

可以先先下面的例子,源文件为new_ps_system.c,代码如下:

#include <stdlib.h>  
#include <stdio.h>  
  
int main()  
{  
    printf("Running ps with system\n");  
    //ps进程结束后才返回,才能继续执行下面的代码  
    system("ps au");// 1  
    printf("ps Done\n");  
    exit(0);  
}  

该程序调用ps程序打印所有与本用户有关的进程,最后才打印ps Done。运行结果如下:

如果把注释1的语句改为:system("ps au &");则system函数立即返回,不用等待ps进程结束即可执行下面的代码。所以你看到的输出,ps Done可能并不是出现在最后一行,而是在中间。

一般来说,使用system函数不是启动其他进程的理想手段,因为它必须用一个shell来启动需要的程序,即在启动程序之前需要先启动一个shell,而且对shell的环境的依赖也很大,因此使用system函数的效率不高。

二、替换进程映像——使用exec系列函数

exec系列函数由一组相关的函数组成,它们在进程的启动方式和程序参数的表达方式上各有不同。但是exec系列函数都有一个共同的工作方式,就是把当前进程替换为一个新进程,也就是说你可以使用exec函数将程序的执行从一个程序切换到另一个程序,在新的程序启动后,原来的程序就不再执行了,新进程由path或file参数指定。exec函数比system函数更有效。

exec系列函数的类型为:

#include <unistd.h>  
  
char **environ;  
  
int execl (const char *path, const char *arg0, ..., (char*)0);  
int execlp(const char *file, const char *arg0, ..., (char*)0);  
int execle(const char *path, const char *arg0, ..., (char*)0, char *const envp[]);  
  
int execv (const char *path, char *const argv[]);  
int execvp(cosnt char *file, char *const argv[]);  
int execve(const char *path, char *const argv[], char *const envp[]);  

这类函数可以分为两大类,execl、execlp和execle的参数是可变的,以一个空指针结束,而execv、execvp和execve的第二个参数是一个字符串数组,在调用新进程时,argv作为新进程的main函数的参数。而envp可作为新进程的环境变量,传递给新的进程,从而变量它可用的环境变量。

承接上一个例子,如果想用exec系统函数来启动ps进程,则这6个不同的函数的调用语句为:

注:arg0为程序的名字,所以在这个例子中全为ps。

char *const ps_envp[] = {"PATH=/bin:usr/bin", "TERM=console", 0};  
char *const ps_argv[] = {"ps", "au", 0};  
  
execl("/bin/ps", "ps", "au", 0);  
execlp("ps", "ps", "au", 0);  
execle("/bin/ps", "ps", "au", 0, ps_envp);  
  
execv("/bin/ps", ps_argv);  
execvp("ps", ps_argv);  
execve("/bin/ps", ps_argv, ps_envp);  

下面我给出一个完整的例子,源文件名为new_ps_exec.c,代码如下:

#include <unistd.h>  
#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
  
int main()  
{  
    printf("Running ps with execlp\n");  
    execlp("ps", "ps", "au", (char*)0);  
    printf("ps Done");  
    exit(0);  
}  

运行结果如下:

细心的话,可以发现,最后的ps Done并没有输出,这是偶然吗?并不是,因为我们并没有再一次返回到程序new_ps_exec.exe上,因为调用execlp函数时,new_ps_exec.exe进程被替换为ps进程,当ps进程结束后,整个程序就结束了,并没有回到原来的new_ps_exec.exe进程上,原本的进程new_ps_exec.exe不会再执行,所以语句printf("ps Done");根本没有机会执行。

 

注意,一般情况下,exec函数是不会返回的,除非发生错误返回-1,由exec启动的新进程继承了原进程的许多特性,在原进程中已打开的文件描述符在新进程中仍将保持打开,但任何在原进程中已打开的目录流都将在新进程中被关闭。

三、复制进程映像——fork函数

1、fork函数的应用

exec调用用新的进程替换当前执行的进程,而我们也可以用fork来复制一个新的进程,新的进程几乎与原进程一模一样,执行的代码也完全相同,但新进程有自己的数据空间、环境和文件描述符。

fork函数的原型为:

#include <sys/type.h>  
#include <unistd.h>  
  
pid_t fork();  

注:在父进程中,fork返回的是新的子进程的PID,子进程中的fork返回的是0,我们可以通过这一点来判断父进程和子进程,如果fork调用失败,它返回-1.

继承上面的例子,下面我给出一个调用ps的例子,源文件名为new_ps_fork.c,代码如下:

#include <unistd.h>  
#include <sys/types.h>  
#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
  
int main()  
{  
    pid_t pid = fork();  
    switch(pid)  
    {  
    case -1:  
        perror("fork failed");  
        exit(1);  
        break;  
    case 0:  
        //这是在子进程中,调用execlp切换为ps进程  
        printf("\n");  
        execlp("ps", "ps", "au", 0);  
        break;  
    default:  
        //这是在父进程中,输出相关提示信息  
        printf("Parent, ps Done\n");  
        break;  
    }  
    exit(0);  
}  

输出结果为:

我们可以看到,之前在第二点中没有出现的ps Done是打印出来了,但是顺序却有点不对,这是因为,父进程先于子程序执行,所以先输出了Parent, ps Done,那有没有办法让它在子进程输出完之后再输出,当然有,就是用wait和waitpid函数。注意,一般情况下,父进程与子进程的生命周期是没有关系的,即便父进程退出了,子进程仍然可以正常运行。

2、等待一个进程

wait函数和waitpid函数的原型为:

#include <sys/types.h>  
#include <sys/wait.h>  
  
pid_t wait(int *stat_loc);  
pid_t waitpid(pid_t pid, int *stat_loc, int options);  

wait用于在父进程中调用,让父进程暂停执行等待子进程的结束,返回子进程的PID,如果stat_loc不是空指针,状态信息将被写入stat_loc指向的位置。

waitpid等待进程id为pid的子进程的结束(pid为-1,将返回任一子进程的信息),stat_loc参数的作用与wait函数相同,options用于改变waitpid的行为,其中有一个很重要的选项WNOHANG,它的作用是防止waippid调用者的执行挂起。如果子进程没有结束或意外终止,它返回0,否则返回子进程的pid。

改变后的程序保存为源文件new_ps_fork2.c,代码如下:

#include <unistd.h>  
#include <sys/types.h>  
#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
  
int main()  
{  
    pid_t pid = fork();  
    int stat = 0;  
    switch(pid)  
    {  
    case -1:  
        perror("fork failed");  
        exit(1);  
        break;  
    case 0:  
        //这是在子进程中,调用execlp切换为ps进程  
        printf("\n");  
        execlp("ps", "ps", "au", 0);  
        break;  
    default:  
        //这是在父进程中,等待子进程结束并输出相关提示信息  
        pid = wait(&stat);  
        printf("Child has finished: PID = %d\n", pid);  
        //检查子进程的退出状态  
        if(WIFEXITED(stat))  
            printf("Child exited with code %d\n", WEXITSTATUS(stat));  
        else  
            printf("Child terminated abnormally\n");  
        printf("Parent, ps Done\n");  
        break;  
    }  
    exit(0);  
}  

输出为:

 

可以看到这次的输出终于正常了,Parent的输出也在子进程的输出之后。

总结——三种启动新进程方法的比较

首先是最简单的system函数,它需要启动新的shell并在新的shell是执行子进程,所以对环境的依赖较大,而且效率也不高。同时system函数要等待子进程的返回才能执行下面的语句。

exec系统函数是用新的进程来替换原先的进程,效率较高,但是它不会返回到原先的进程,也就是说在exec函数后面的所以代码都不会被执行,除非exec调用失败。然而exec启动的新进程继承了原进程的许多特性,在原进程中已打开的文件描述符在新进程中仍将保持打开,但需要注意,任何在原进程中已打开的目录流都将在新进程中被关闭。

fork则是用当前的进程来复制出一个新的进程,新进程与原进程一模一样,执行的代码也完全相同,但新进程有自己的数据空间、环境变量和文件描述符,我们通常根据fork函数的返回值来确定当前的进程是子进程还是父进程,即它并不像exec那样并不返回,而是返回一个pid_t的值用于判断,我们还可以继续执行fork后面的代码。感觉用fork与exec系列函数就能创建很多需的进程。

本文转载自:http://blog.csdn.net/ljianhui/article/details/10089345

mickelfeng

mickelfeng

粉丝 237
博文 2802
码字总数 605868
作品 0
成都
高级程序员
私信 提问
Linux下找出吃内存的方法总结

导读 linux下查询进程占用的内存方法总结,假设现在有一个「php-cgi」的进程 ,进程id为「25282」。现在想要查询该进程占用的内存大小。linux命令行下有很多的工具进行查看,现总结常见的几种...

问题终结者
03/09
82
0
使用 GDB 调试多进程程序

GDB 是 linux 系统上常用的调试工具,本文介绍了使用 GDB 调试多进程程序的几种方法,并对各种方法进行比较。 GDB 是 linux 系统上常用的 c/c++ 调试工具,功能十分强大。对于较为复杂的系统...

长平狐
2012/09/03
116
0
Docker容器进入的方式与退出

  在使用Docker创建了容器之后,大家比较关心的就是如何进入该容器了,其实进入Docker容器有好几多种方式,这里我们就讲一下常用的几种进入Docker容器的方法。 进入Docker容器比较常见的几...

JungleKing
2018/06/27
995
0
使用 GDB 调试多进程程序

转自: http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-gdbmp/ GDB 是 linux 系统上常用的 c/c++ 调试工具,功能十分强大。对于较为复杂的系统,比如多进程系统,如何使用 GDB 调试呢?考...

长平狐
2013/01/11
111
0
LXC:Linux 容器工具

容器有效地将由单个操作系统管理的资源划分到孤立的组中,以更好地在孤立的组之间平衡有冲突的资源使用需求。与虚拟化相比,这样既不需要指令级模 拟,也不需要即时编译。容器可以在核心 CP...

红薯
2009/03/05
787
0

没有更多内容

加载失败,请刷新页面

加载更多

代理模式之JDK动态代理 — “JDK Dynamic Proxy“

动态代理的原理是什么? 所谓的动态代理,他是一个代理机制,代理机制可以看作是对调用目标的一个包装,这样我们对目标代码的调用不是直接发生的,而是通过代理完成,通过代理可以有效的让调...

code-ortaerc
今天
5
0
学习记录(day05-标签操作、属性绑定、语句控制、数据绑定、事件绑定、案例用户登录)

[TOC] 1.1.1标签操作v-text&v-html v-text:会把data中绑定的数据值原样输出。 v-html:会把data中值输出,且会自动解析html代码 <!--可以将指定的内容显示到标签体中--><标签 v-text=""></......

庭前云落
今天
8
0
VMware vSphere的两种RDM磁盘

在VMware vSphere vCenter中创建虚拟机时,可以添加一种叫RDM的磁盘。 RDM - Raw Device Mapping,原始设备映射,那么,RDM磁盘是不是就可以称作为“原始设备映射磁盘”呢?这也是一种可以热...

大别阿郎
今天
12
0
【AngularJS学习笔记】02 小杂烩及学习总结

本文转载于:专业的前端网站☞【AngularJS学习笔记】02 小杂烩及学习总结 表格示例 <div ng-app="myApp" ng-controller="customersCtrl"> <table> <tr ng-repeat="x in names | orderBy ......

前端老手
昨天
16
0
Linux 内核的五大创新

在科技行业,创新这个词几乎和革命一样到处泛滥,所以很难将那些夸张的东西与真正令人振奋的东西区分开来。Linux内核被称为创新,但它又被称为现代计算中最大的奇迹,一个微观世界中的庞然大...

阮鹏
昨天
20
0

没有更多内容

加载失败,请刷新页面

加载更多

返回顶部
顶部