Linux -- exec 进程替换

exec 进程替换

核心概念：exec 进程替换

1. 本质 ：用新程序 把当前进程的代码段、数据段、堆栈完全替换掉，执行新逻辑。

2. 关键特性

   • 进程号 PID 不变

   • 父子关系不变

   • 替换后原进程代码不再执行（exec 之后的代码不会运行）

3. 作用 ：让子进程执行完全不同的程序，是实现 shell 命令执行 的底层机制。

exec 函数族（6 个）

统一头文件：#include <unistd.h>

函数名	特点	说明
execl	路径 + 列表	需写完整路径，参数列表结尾必须 (char*)NULL
execlp	文件名 + 列表	自动搜索 PATH，最常用
execle	路径 + 列表 + 环境变量	自定义环境变量
execv	路径 + 数组	参数用数组传递
execvp	文件名 + 数组	自动搜 PATH，参数用数组
execvpe	文件名 + 数组 + 环境变量	带自定义环境变量

记忆规则：

• l：list 参数以列表形式给出

• v：vector 参数以数组形式给出

• p：path 自动按系统 PATH 查找程序

• e：env 自定义环境变量

典型示例

1. execlp（最常用）

// 执行 ps -f -e
printf("pid=%d\n", getpid());
execlp("ps", "ps", "-f", "-e", (char*)NULL);
// 下面这行永远不会执行
printf("aaa\n");

1. execv（数组传参）

char *arg[] = {"ps", "-f", "-e", NULL};
execv("/usr/bin/ps", arg);

经典用法：fork + exec + wait

1. 父进程（模拟 bash）循环等待输入

2. 输入命令后 fork 创建子进程

3. 子进程用 exec 替换 执行命令

4. 父进程 wait 等待子进程结束，再继续循环

流程：

父进程循环 → 输入命令 → fork → 子进程exec → 父进程wait → 回到循环

配套常用函数

1. fflush(stdout)

   立即刷新输出缓冲区，确保内容先打印到屏幕。

2. strtok

   字符串分割，用于拆分命令与参数。

3. wait(NULL)

   父进程阻塞，等待子进程退出，避免僵尸进程。

核心要点

1. exec 只替换进程内容，不创建新进程。

2. exec 成功后，原进程代码不再执行。

3. 命令行终端的所有命令，底层都是 fork + exec + wait。

Mybash 实现（exec 综合应用）

核心思路

父进程不退出，循环接收命令 → fork() 创建子进程 → 子进程 exec 替换执行命令 → 父进程 wait() 等待子进程退出。

常用系统函数

• getpwuid()：通过 UID 获取用户信息结构体

  • pw_name：用户名

  • pw_uid：用户 ID

  • pw_dir：家目录

• getcwd(buf, size)：获取当前工作目录

• gethostname(name, size)：获取主机名

• chdir(路径)：切换目录

• fflush(stdout)：强制刷新输出缓冲区

• strtok()：字符串分割（拆分命令与参数）