Linux —— 进程的程序替换[进程控制]
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文章目录
- 进程的程序替换[进程控制]
- 一、替换原理
- 二、替换函数(接口)
- 2.1 函数解释
- 2.2命名理解
进程的程序替换[进程控制]
一、替换原理
进程程序替换的核心原理是：保持进程结构不变，只替换进程的内存映像，使得同一个进程可以执行不同的程序代码（允许一个正在运行的进程 完全“变身”为另一个程序）
程序替换，顾名思义，就是将一个进程当前正在运行的程序（代码、数据、堆栈等）全部替换掉，转而执行一个全新的、磁盘上的程序文件。
这个过程的特点是：
- 并非创建新进程：进程的PID、父进程号、打开的文件描述符表等属性保持不变。它还是原来的那个进程，“壳”没变，但“芯”完全换了。
- 旧代码被覆盖：当前进程的正文段（代码）、数据段、堆栈段等存储空间会被新程序的相应部分覆盖。
- 从 main 开始：新程序会从它的
main函数开始执行。
在 Linux/Unix 系统中，这一功能是通过 exec 系列函数族（如 execve, execl, execvp 等）来实现的。
换句话说：一旦替换成功，程序的后半段源代码是不会被执行的
可以得出结论：exec* 系列的函数，无需做返回值判断，因为只要返回就是失败！
二、替换函数(接口)
其实有六种以 exec 开头的函数，统称exec函数：
2.1 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
2.2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
接口 - execl();
加载器：
使用 C程序 调用 C++程序：
一切可转化为进程运行的程序，全都能够被替换
验证：程序替换不会创建新的进程
在使用上只是传参形式不同
今天是子进程调用 execv()；我们知道：每一进程都存在命令行参数（argc, argv），所以我们曾经并不知道我们自己进程的命令行是谁传入的？如何传入的？
答：子进程调用 exec* 时，如果存在命令行参数（argv），就将 argv 通过 execv() 传给进程（“ls”）
所有程序在运行时，都是 bash 的子进程；子进程的命令行参数来源于其父进程通过 exec() 系统调用传的
execvpe()现象：替换 进程中历史[argv[] & env[]]列表被子进程列表完全覆盖掉
execvp()现象：新增[不覆盖] 环境变量
putenv();使进程直接获得环境变量：
增量式的添加环境变量：
- 直接 putenv();
- (exec e, putenv(), environ);*
自带 ‘e’ 的系统调用会默认替换掉环境参数列表中环境变量
environ - 默认环境变量的起始地址
进程替换的本质：让进程执行全新的 代码 & 数据[程序]
为什么要做语言级别的封装呢：在做程序替换时，我们要面对各种各样不同的上层替换所需的场景。将这些接口丰富多样起来，未来调用时所有信息的处理会将这些传参统一转化为系统调用 execve()；的样子，方便我们使用
| 特性 | 描述 |
|---|---|
| 是什么 | 一个进程保持其PID不变，将其内存映像完全替换为另一个程序代码的过程。 |
| 怎么做 | 通过 exec 系列函数（如 execve) 实现。通常与 fork 结合使用。 |
| 为什么需要 | 高效（利用写时复制）、灵活（创建与执行解耦，便于中间设置）、管理方便（维持清晰的进程关系）。 |
| 主要用途 | Shell执行命令、启动应用程序、运行脚本、服务器处理请求、权限控制等。 |
简单来说，程序替换是操作系统提供的一种“金蝉脱壳”的能力，让一个进程能够华丽转身，去执行一个全新的使命，而无需“重新投胎”（创建新进程）
🌟 各位看官好，我是工藤新一¹呀~
🌈 愿各位心中所想，终有所致！