Linux进程启动：fork与exec函数详解

"这篇文档主要介绍了在Linux操作系统中如何启动新进程，重点讲解了`fork()`函数和`exec()`系列函数的使用方法。" 在Linux系统编程中，启动新进程通常涉及两个重要的函数：`fork()`和`exec()`系列函数。它们在创建和管理进程时起到关键作用。 一、复制进程映像：`fork()`函数 1. `fork()`函数介绍 `fork()`是Linux系统调用中的一个核心函数，它会创建一个与当前进程几乎完全一样的新进程，称为子进程。新进程拥有与父进程相似的属性，如程序计数器、堆栈、内存映射等，但它们各自拥有独立的数据空间、环境变量和文件描述符。新旧进程之间唯一的区别在于它们的进程ID（PID）不同。 2. 典型的`fork()`使用代码 以下是一个简单的`fork()`使用示例，通过`switch`语句区分父进程和子进程： ```c pid_t pid; pid = fork(); switch (pid) { case -1: // 错误发生 perror("fork failed"); exit(1); case 0: // 子进程 break; default: // 父进程 break; } ``` 3. 示例 下面的代码展示了`fork()`如何创建一个子进程，并在父进程和子进程中执行不同的任务： ```c #include <sys/types.h> #include <unistd.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { pid_t pid; char *message; int n; printf("fork program starting\n"); pid = fork(); switch (pid) { case -1: perror("fork failed"); exit(1); case 0: message = "This is the child"; n = 5; break; default: message = "This is the parent"; n = 3; break; } for (; n > 0; n--) { puts(message); sleep(1); } exit(0); } ``` 这个程序会在父进程和子进程中打印不同的消息，并且每个进程有自己的循环计数。 二、替换进程映像：`exec()`系列函数 1. `exec()`系列函数介绍 `exec()`系列函数用于在当前进程中加载并执行新的程序，从而替换掉原来的进程映像。它们包括`execl()`, `execlp()`, `execle()`, `execv()`, `execvp()`以及`execvpe()`。这些函数的基本用法是提供程序路径和参数列表，有的还允许指定环境变量。 例如，`execl()`函数定义如下： ```c int execl(const char *path, const char *arg, ... /* (char *)NULL */ ); ``` 这里，`path`是新程序的路径，`arg`是程序的第一个参数，后续的参数是程序的其他参数，最后以空指针结束。 2. 使用示例 由于篇幅原因，此处不给出`exec()`系列函数的完整示例代码，但通常使用它们时，你需要提供程序的完整路径、参数和可能的环境变量。 总结来说，`fork()`用于创建新进程，而`exec()`系列函数则用于在已创建的进程中加载并执行新的程序。结合使用这两个函数，可以在Linux环境中实现复杂进程的管理和控制，比如进程间通信、守护进程创建等。