进程的替换 - 技术栈

1.概念

它是指一个正在运行的进程，用新程序的代码段、数据段、堆栈段等替换自身原有内容，但进程 ID（PID）、打开的文件描述符、进程优先级等核心属性保持不变的操作。

简单来说，进程替换不是 "创建新进程"，而是 "给现有进程换一套'执行内容'"------ 就像同一个人（PID 不变）换了一套完全不同的工作任务（程序代码），但身份信息、持有的工具（打开的文件）不变。

进程被替换后其虚拟地址和物理地址都会变化

2.进程替换的性质

1.子进程被替换不会影响父进程

子进程被替换的时候本质上不回触发写实拷贝

其内存操作是 "丢弃原有内存页，加载新程序的内存页"

子进程会直接更换虚拟地址和物理地址

替换后子进程不再和父进程共享代码

而是使用新的代码新的虚拟地址和物理地址

所以不会影响父进程

2.父进程被替换不会影响子进程

父进程被替换的时候其页表的虚拟地址和物理地址都会被新的替换

但是原先的虚拟地址和物理地址子进程会接着用

3.进程被替换不会执行后面的代码

cpp 复制代码

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main() {
    printf("before: I am a process, pid: %d, ppid: %d\n", getpid(), getppid());
    execl("/root", "ls","l", (char*)NULL);
    printf("after: this line will not be executed\n");
    return 0;
}

我们发现当excel执行后（也就是进程被替换后）后续的代码不回被执行

也就是after: this line will not be executed 这句话不会被打印

3.进程替换函数

进程替换函数有6个

这六个函数的返回值是一样的

成功时：均无返回（因为当前进程已被新程序替换，原进程的后续代码不再执行）；

失败时：均返回-1，并设置errno以提示具体错误原因（如程序不存在、权限不足等）。

前面演示过代码这里就不作过多介绍了

1.execl

cpp 复制代码

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

参数：

path：目标程序的完整路径（如/bin/ls）；

arg, ...：变长参数列表，第一个arg通常是程序名（与path指向的程序名一致），后续是程序的命令行参数，

末尾必须以(char *)NULL结束；

2.execv

cpp 复制代码

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

参数：

path：目标程序的完整路径；

argv\[\]：字符串数组，存储程序的命令行参数，数组末尾必须为NULL（第一个元素通常是程序名）；

3.execlp

cpp 复制代码

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

参数：

file：目标程序的文件名（无需完整路径，系统会自动从PATH环境变量指定的路径中搜索，如ls）；

arg, ...：变长参数列表，规则同execl（第一个arg为程序名，末尾以(char *)NULL结束）；

4.execvp

cpp 复制代码

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

参数：

file：目标程序的文件名（自动从PATH搜索）；

argv\[\]：字符串数组，存储命令行参数，数组末尾必须为NULL；

5.execle

cpp 复制代码

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

参数：

path：目标程序的完整路径；

arg, ...：变长参数列表，规则同execl（末尾以(char *)NULL结束）；

envp\[\]：自定义环境变量数组，数组末尾必须为NULL（每个元素格式为"环境变量名=值"）；

6.execve

cpp 复制代码

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

参数：

path：目标程序的完整路径；

argv\[\]：命令行参数数组，末尾必须为NULL；

envp\[\]：自定义环境变量数组，末尾必须为NULL；

4.如何传环境变量给子进程

1.在父进程中添加环境变量使用putenv函数

然后子进程会继承父进程的环境变量