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Linux 进程的替换

news 来源：原创 2025/9/19 7:30:40

进程程序替换

要讲好这个我为大家准备了五个步骤

1. 先用代码给大家展示一下现象

2.解释原理

3.将代码改成多进程版

4.使用所有的方法，并认识函数参数的含义。

5.其他

我们现在开始第一个

1. 先用代码给大家展示一下现象

关于进程的替换一共有七个函数，我们先不解释先用起来给大家看看现象

代码如下：

现象如下：

对于现象说明：我们执行的是我们自己写的代码的程序，为什么执行出来的效果和 LS 的效果一样呢？原因是：excel 这种函数的作用就是，可以执行起来新的程序。

我们知道作用了，接下来为大家解释原理。

2.解释原理

用 fork 创建子进程后执行的是和父进程相同的程序 ( 但有可能执行不同的代码分支 ), 子进程往往要调用一种 exec 函数以执行另一个程序。当进程调用一种exec 函数时 , 该进程的用户空间代码和数据完全被新程序替换 , 从新程序的启动例程开始执行。调用exec 并不创建新进程 , 所以调用 exec 前后该进程的 id 并未改变。

简单来说：我们正常运行程序（执行代码），当程序运行到 execl 的时候，我们的进程（进程=内核数据结构+代码和数据），内核数据结构不发生变化，但是有些属性会发生变化，老程序的代码用新的程序替换掉，老程序的数据用新的程序替换掉。

我们看下面的演示：

我们可以理解为 “夺舍” ，替换完了什么都不会变，唯一的变化就是加载的时候代码数据有大有小。

3.将代码改成多进程版

原理：fork 去创建子进程，让子进程去替换，父进程等待子进程替换。

代码如下：这里我们替换的还是 ls

运行如下：

我们的子进程执行 ls ，父进程等待成功。

注意：其实代码本身的意义不大，但是这可以让我们有更深层次的理解（关于子进程）

在以前我们创建子进程让子进程帮我们完成任务，一般来讲完成的都是父进程代码的一部分，

现在子进程有了全新的能力，完整的执行一整个程序。

在这里我们的子进程创建的进程可以直接修改数据（在物理内存里面建立新的代码，重新与子进程的页表建立新的映射关系，当查询的时候，子进程指向的新的代码，与父进程不同。）

我们尝试替换其他的函数看看会有什么样的结果：试例 top

这是 top命令

我们使用代码来替换试一下会不会有同样的效果呢？

效果如下：

没有问题，所以当前我们可以替换任何想要替换的程序。

4.使用所有的方法，并认识函数参数的含义。

其实有六种以exec开头的函数,统称exec函数

#include <unistd.h>`
int execl(const char *path, const char *arg, ...);
int execlp(const char *file, const char *arg, ...);
int execle(const char *path, const char *arg, ...,char *const envp[]);
int execv(const char *path, char *const argv[]);
int execvp(const char *file, char *const argv[])

函数解释

这些函数如果调用成功则加载新的程序从启动代码开始执行 , 不再返回。

如果调用出错则返回 -1

所以 exec 函数只有出错的返回值而没有成功的返回值。

命名理解

这些函数原型看起来很容易混 , 但只要掌握了规律就很好记。

l(list) : 表示参数采用列表

v(vector) : 参数用数组

p(path) : 有 p 自动搜索环境变量 PATH

e(env) : 表示自己维护环境变量

exec 调用举例如下 :

#include <unistd.h>
int main()
{char *const argv[] = {"ps", "-ef", NULL};char *const envp[] = {"PATH=/bin:/usr/bin", "TERM=console", NULL};execl("/bin/ps", "ps", "-ef", NULL);// 带p的，可以使用环境变量PATH，无需写全路径execlp("ps", "ps", "-ef", NULL);// 带e的，需要自己组装环境变量execle("ps", "ps", "-ef", NULL, envp);execv("/bin/ps", argv);// 带p的，可以使用环境变量PATH，无需写全路径execvp("ps", argv);// 带e的，需要自己组装环境变量execve("/bin/ps", argv, envp);exit(0);
}

事实上 , 只有 execve 是真正的系统调用 , 其它五个函数最终都调用 execve, 所以 execve 在 man 手册第 2 节 , 其它函数在 man手册第 3 节。这些函数之间的关系如下图所示。

下图 exec 函数族一个完整的例子：

以上就是今天的博客，感谢你的观看，明天持续为大家更新自主编程shell

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