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Linux的进程替换以及基础IO

news 来源：原创 2025/7/21 0:23:32

进程替换

上一篇草率的讲完了进程地址空间的组成结构和之间的关系，那么我们接下来了解一下程序的替换。

首先，在进程部分我们提过了，其实文件可以在运行时变成进程，而我们使用的Linux软件其实也是一个进程，所以进一步来说，我们在Linux里写的一切文件都是子进程，而进程的替换一般就发生在父子进程之间，我们先了解一下它的特性，首先如果使用了进程替换，那么它会在替换处直接取代原有代码，覆盖式的运行，所以并不会产生新的子进程，也不会减少进程。所以一旦替换成功，之后的代码都会被覆盖不会执行。

那么我们接下来认识一下替换的方法：

exec系列

可以根据情况来使用这个系列进行替换。

execl

这里的 L 其实就代表 List 所以我们需要在参数结束时额外提供一个NULL给它辨认。

首先我们提供了一个路径给它，因为它需要我们给路径，然后它去找到路径然后执行。

之后我们紧跟着提供我们要执行的命令，当然你闲麻烦可以直接 " -al " ，最后最重要的是给一个NULL。

可以看到正如我们所料，在替换之前的内容被打印了，然后程序被替换成了 ls -al

而我们的替换结束这句话并没有被打印，因为是覆盖式替换。

上面是替换成功的情况，那么替换如果失败，则有一个值为-1的返回值，这个系列的接口只有失败才会有返回值，毕竟成功就运行了。

可以看到确实如此。

execlp

先上图

它们俩之间，其实并没有区别，只不过一个给了具体路径，一个没给，没给的那个是因为人家有path环境变量给系统带路呢。所以我们的execlp里的P就是Path，在这个接口，我们可以不用提供具体的路径给它，就像我们平时使用一般给个 ls 就好了(当然你想给全路径也行)，系统会自己去path里找的，所以相对的，这个接口比较适合那些系统自带的命令使用，或者你不嫌麻烦把自己的路径添加进去也行。

它的用法也确实很简单，毕竟有了execl的前车之鉴，结果也不出所料。

execv

这里的V代表的就是Vector,当然了，它没带p所以第一个参数得给具体路径。

实际上它就是支持你把参数先放进数组里，然后一次性传进来，当然它为了防止类型的问题，所以可能会需要你进行强转保险。

所以衍生一下 execvp 想必我不说大伙也该知道咋用了。

execvpe

新BOSS来了，v和p我们都知道了，e是什么呢，e是环境变量，不过它用起来有点麻烦，大伙要先知道每个进程都有属于自己的环境变量，即使是子进程，也是使用父进程的环境变量，但是使用execvpe如果你传入了环境变量，那么它就会使用你传入的而不去使用旧的，但是如果你既想用旧的又想有新的，那可以直接追加。

这个追加的内容最好放在全局，然后就产生两条路了，如果你就想给个一两个，那么直接

这样你要追加的环境变量就会追加到原有的后面，然后你不要用 e 系列接口了，直接继续用execvp就好了。这个putenv只会从你这里开始生效，也就是说如果你还有子进程，那它也可以看见这个新追加的，但是你的父进程就看不到了，因为这里发生了写实拷贝。

而如果你想追加很多新环境变量，还就想用 e 系列，那你就得

这样还是得先利用全局的数组去遍历的追加，然后putenv追加进去，最后

声明出来以后再把这个 environ 当环境变量传进去，这个environ就是原有的环境变量和追加的环境变量结合后的结果。

进程替换的实际使用

这就需要结合我们之前的父子进程了，我们在子进程使用替换的话并不会影响父进程，因为父子之间有写实拷贝，所以，我们可以利用子进程去跑我们想跑的进程，就像父进程就像函数调用一样。

我们甚至可以在自己的进程里替换成别的进程执行。

这是一个简单的c++程序。

随后我们就在之前的.c文件里创建一个子进程，然后用子进程替换我们的.cc文件。

然后我们就可以看见，它并不受到语言间的差异替换成功了。衍生一下就可以变成，根据上层传过来的数据形式，利用exec系列的接口来接收再使用。

基础IO

概念

首先在Linux环境下，对于文件，广义上的理解就是一切皆文件，而狭义的理解就是文件存放在磁盘里，磁盘是外设，它既是输入也是输出设备，所以对文件的操作就是对磁盘进行输入输出。而文件 = 内容 + 属性，所以对文件进行操作无非就是对文件的内容和属性做操作。

那么，谁来进行操作呢，操作系统。但是操作系统不可能只管理一个文件，而我们也不可能只有一个文件，所以操作系统会为每一个文件创建一个包含该文件信息的结构体，然后利用一个链表来进行统一管理。

读写

在Linux里执行读写的操作其实和C语言一样，都是fopen打开，然后fread读或者fwrite写，最后记得fclose关闭即可。

这样就模拟出了一个cat的效果，可以只要有我们提供的文件名，它自己自动打印文件内容出来。

而根据我们的读写概念来理解，其实打印就是往指定位置输入内容，而这些位置一般又分为三个

：stdin标准输入键盘文件、stdout标准输出显示器文件 stderr 标准错误，显示器文件。

在程序启动时会自动打开这三个，所以我们能看到运行的结果或者过程。

以上就是基础IO的概念和以往的用法回顾，但是IO并不只是这样，还能往除了上述三个以外的地方读写，这个就在下一篇进行详解了。

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