Linux编程-进程的执行和退出

fork() 会复制父进程，生成一个几乎一模一样的子进程 ； 单纯 fork 出来的子进程，代码、数据和父进程完全相同，只能执行父进程现存代码。 exec 系列函数的作用：把当前进程彻底替换成全新程序。

exec 一族（execl/execlp/execv/execvp 等）： 不创建新进程！在当前 PID 内部，覆盖整个地址空间，用新进程的镜像 替换 原有进程的镜像

1. 丢弃原来的代码段、数据、堆

2. 加载磁盘上指定的可执行文件

3. 从新程序入口点开始运行

   进程 = [text|data|bss|堆栈] + pcb
   ----镜像-----------

   int exec l(const char *path, const char *arg, ...);
   int exec v(const char *path, char *const argv[]);

   @path ---表示要执行的文件的 路径 --- 要求路径名中 要包含可执行文件名
   @arg ---表示的是可执行文件的名字
   @... ---可变参数 注意: 最终以NULL作为结尾
   这块往往给的是，可执行文件需要用到的一些参数

execl与execv的区别：

list    --- 逐个罗列，从第二个参数开始，逐个罗列
vector  --- 表示 从第二个参数开始 组织成 数组的形式
表示的是 从第二个参数开始 参数的给定方式 

使用execl查看根目录下的文件：

execl("/bin/ls","ls","-l","/",NULL);

第一个参数，为可执行文件的路径，也就是ls命令的路径，为/bin/ls。第二个参数就是可执行文件的名字，就是ls本身，之后为可变长的执行命令参数，-l为查看全部，/为根目录，最后以NULL进行结尾

而execl的使用方法，就是将第二个参数，包含需要执行的文件的名字、执行该文件需要的参数，全部打包成一个指针类型的数组，存入其中，然后将字符型指针数组的首地址，传给execl即可

	char *const args[] = {"ls","-l","/",NULL};
	execv("/bin/ls",args);

执行效果与execl相同，因为我测试的时候并没有改变执行的命令，只是改变了执行方式

which 命令

which：查找可执行程序 在磁盘上的真实路径，顺着 PATH 环境变量搜索，只找二进制命令，不找内置 shell 命令、alias 别名。

基础用法;

which ls

execlp与execvp的使用

带P --- PATH

表示 寻找可执行文件，到系统的环境变量PATH中寻找

此时不需要指定路径

  @file参数 --只需要指定可执行文件的名字即可
int execlp ( const char *file, const char *arg, ...);
int execvp ( const char *file, char *const argv[]);

Linux 的命令分两大类：外部命令（磁盘上真实可执行文件） 、Shell 内置命令。

✅ 只有外部命令，磁盘上存在独立可执行程序，才会被 PATH 搜索，which /execvp 能找到并执行。 ❌ shell 内置命令、别名 alias、shell 函数，不在磁盘，PATH 找不到，which查不到，execvp也不能直接执行。

一、属于外部命令（PATH 可搜索）

这些命令磁盘上有二进制文件，which xxx 可以打出路径，execvp("命令名",args) 可以直接跑。 示例：

ls、cat、cp、mv、rm、mkdir、rmdir、gcc、g++、python3、ping、ps、top、
grep、find、chmod、chown、tar、zip、unzip、whoami、hostname、date、
wc、sort、awk、sed、less、more

存放位置常见目录（PATH 里面的目录）

1. /usr/bin 绝大多数用户命令
2. /bin 系统基础命令
3. /usr/sbin、/sbin 管理员命令

二、Shell 内置命令（PATH找不到，execvp 不能直接调用）

这些命令没有磁盘可执行文件，是 bash 程序内部实现，execvp 执行会报找不到文件。 常见内置：

cd、exit、pwd、umask、echo(部分版本)、history、jobs、
fg、bg、set、unset、source(. )

使用execlp执行cp命令

execlp("cp","cp","execl.c","5.txt",NULL);

execvp的使用方法与execv类似，就是将第二参数中的命令参数放入数组，使用数组传参

	char *const argx[] = {"cp","execl.c","5.txt",NULL};
//	execlp("cp","cp","execl.c","5.txt",NULL);
	execvp("cp",argx);

最后两个为execvpe和execle，带e --- enviroment ---环境变量

如果要执行的文件需要使用到环境变量则，可以通过带e的这两个函数传递环境变量个可执行文件

int exec l e(const char *path, const char *arg,..., char * const envp[]);
int exec vp e(const char *file, char *const argv[], char *const envp[]);

使用execvpe打印环境变量:

char * const envp[] = {"USR=linux","PASSWD=123456",NULL};
execvpe("env",args,envp);	

分割字符串函数：strtok

char *strtok(char *str, const char *delim);

字符串分割，按分隔符delim把字符串切分成一个个子串

• 参数
  1. str：待切割的字符串。第一次调用传原字符串；后续调用传 NULL
  2. delim：分隔符集合，可以是多个分隔字符
• 返回值：返回分割出来的子串指针；分割完毕返回NULL
• strtok 会直接修改原字符串 ，把分隔符位置改写为'\0'，原字符串必须可写，不能传字符串字面量"abc,def"（只读段会崩溃）。

示例：分割操作完成后buf中的全部逗号都被替换成了'\0'的字符串分隔符

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void)
{
    char buf[] = "apple,banana;orange grape";
    char *p;

    // 第一次传入原buf
    p = strtok(buf, ",; ");
    while(p != NULL)
    {
        printf("%s\n", p);
        // 后续全部传NULL
        p = strtok(NULL, ",; ");
    }
    return 0;
}

进程终止的8种情况。

1、main函数执行完毕return返回值

2、exit执行结束，清理io库的所有流文件，注册清理函数

3、_exit执行，直接关闭所有文件流，不执行清理。

4、主线线程退出，类似main函数return结束

5、主线程调用pthread_exit结束，类似kill命令中止进程

异常中止：

6、调用abort（）结束

7、接收到kill发送的结束信号，如kill -pid -9；

8、最后一个线程被pthread_cancel取消中止

进程结束：

1、正常rerun结束返回

main函数完成、exit返回、_exit返回、主线程退出、主线程调用了pthread_cancel

2、异常结束接受了外部信号

abort调用结束、接收kill信号结束

退出函数exit与_exit

用户调用函数exit原型示例

void exit(int status) 
	exit(1);
	功能:
		让进程退出,并刷新缓存区
	参数：
		status:进程退出的状态
	返回值:
		缺省

	EXIT_SUCCESS	0
	EXIT_FAILURE	1

exit的执行流程：exit -> 刷新缓存区 -> atexit注册的退出函数 -> _exit

系统调用函数_exit：

void _exit(int status);
	功能:
		让进程退出,不刷新缓存区
	参数:
		status:进程退出状态
	返回值:
		缺省

回调函数atexit

int atexit(void (*function)(void));
	功能:
		注册进程退出前执行的函数
	参数:
		function:函数指针
			指向void返回值void参数的函数指针
	返回值:
		成功返回0
		失败返回非0

	当程序调用exit或者由main函数执行return时,所有用atexit
	注册的退出函数,将会由注册时顺序倒序被调用

注意:
   a. 是exit函数调用时，会调atexit注册的函数 
      _exit函数调用时，不会调到atexit注册的函数
   b. atexit 程序正常结束
      (1).main 返回 //exit 
      (2).exit()  	  
   c.atexit函数 可以多次注册 
   d.最后"退出清理函数"的调用顺序，与注册顺序相反。

回收子进程wait与waitpid

阻塞式回收wait

	pid_t wait(int *status);//wait 来获取到 
	功能：
	     该函数可以阻塞等待任意子进程退出
		  并回收该进程的资源和获取退出状态值。
		  一般用于父进程回收子进程状态。

	参数：
	      status 进程退出时候的状态
		  如果不关心其退出状态一般用NULL表示
		 // 如果要回收进程退出状态，则用WEXITSTATUS回收。
	返回值：
	   成功 回收的子进程pid
	   失败 -1

解析进程返回的状态值:

宏	说明	使用前提
WIFEXITED(wstatus)	子进程正常退出(exit/_exit/main return)	返回非 0 代表正常结束
WEXITSTATUS(wstatus)	拿到子进程退出码 (exit (code) /return code)	只有 WIFEXITED 为真才能调用
WIFSIGNALED(wstatus)	子进程被信号杀死（段错误、kill 等）	返回非 0 代表被信号终止
WTERMSIG(wstatus)	获取杀死进程的信号编号	只有 WIFSIGNALED 为真才能调用
WCOREDUMP(wstatus)	是否生成 core dump 核心转储文件	配合 WIFSIGNALED，部分平台支持
WIFSTOPPED(wstatus)	子进程被暂停（SIGSTOP）	开启 WUNTRACED 选项才有效
WSTOPSIG(wstatus)	导致暂停的信号号	WIFSTOPPED 为真使用

WEXITSTATUS 只能在正常退出时用；如果进程是被信号干掉，调用它结果无意义。

可调式回收 pid_t waitpid

@参数pid的值:
     <-1 回收指定进程组内的任意子进程
	 -1 回收任意子进程，组内外
	  0 回收和当前调用waitpid一个组的所有子进程，组内
	 >0 回收指定ID的子进程
参数:
	 status 子进程退出时候的状态，
	  		如果不关注退出状态用NULL；
     options 选项：
	  			0       表示回收过程会阻塞等待
				WNOHANG 表示非阻塞模式回收资源。
				
返回值：
	    成功 返回接收资源的子进程pid
		    非阻塞是 返回值为 0 表示 没有任何子进程状态改变 
		失败  -1