探索fork、exec系列与system、popen在UNIX/Linux中的差异

资源摘要信息:"fork、exec系列与system、popen区别" 知识点一：fork系统调用 fork是一个在类Unix操作系统中的系统调用，用于创建一个新的进程，称为子进程，它是当前进程（父进程）的一个副本。当fork执行后，将会有两个几乎完全一样的进程在运行。这两个进程共享代码段，但是数据段、堆栈段在fork之后是独立的，因此它们各自有自己的变量副本。fork的返回值在父进程中为子进程的PID，在子进程中为0。 知识点二：exec系列调用 exec系列函数用于在当前进程（可能是通过fork调用得到的子进程）中加载并运行一个新的程序，替换掉当前进程的代码段，数据段和堆栈段。exec并不会创建新的进程，而是在当前进程中加载新的程序映像，该程序映像包含了新的代码段、数据段和堆栈段。exec系列包含多个函数，如execl(), execv(), execle(), execve()和execvp()等。 知识点三：system函数 system函数是一个高级接口，它封装了fork、exec系列调用以及waitpid等调用。system函数用于执行一个shell命令，它实际上是创建了一个子进程，在子进程中通过/bin/sh来执行指定的命令字符串。system函数的返回值是命令执行的退出状态。system函数简化了命令执行的过程，但它隐藏了进程创建和管理的细节。 知识点四：popen函数 popen函数是一个标准库函数，用于创建一个管道，并执行一个shell命令。与system不同，popen允许你读写执行的命令，允许数据流式传输。popen函数会创建一个管道，然后创建一个子进程来执行指定的命令，命令的标准输出或标准输入将连接到管道。因此，popen可以用于执行命令并将命令的输出作为另一个程序的输入。 知识点五：进程的内存段 进程在内存中有三个主要的段：数据段、堆栈段和代码段。数据段包含全局变量、静态变量等数据；堆栈段包含函数调用时的局部变量和程序的状态信息；代码段包含程序的机器代码。在fork调用之后，父进程和子进程的代码段是共享的，但子进程会得到父进程数据段和堆栈段的副本。exec系列调用则会替换调用进程的代码段、数据段和堆栈段，因为exec本质上是在当前进程中加载新的程序映像。 知识点六：UNIX/Linux系统调用和库函数的区别 在UNIX/Linux系统中，系统调用是操作系统提供给用户的接口，它是通过软件中断实现的，可以直接让程序与操作系统的内核进行交互。而库函数则是编程语言或库提供的函数接口，它们内部可能使用了多个系统调用。system和popen就是库函数，它们封装了复杂的系统调用过程，简化了程序的编写。 总结： 本文档主要探讨了UNIX/Linux系统中fork和exec系列调用的区别，以及它们与system、popen函数在进程创建和程序执行方面的不同。fork用于创建新的进程，exec用于执行新的程序，而system和popen则是对这两个操作的高级封装，提供了更加方便的接口来执行外部命令。了解这些系统调用和库函数的差异有助于在实际编程中做出更合适的选择。