shell中exec解析

參考:《linux命令、編輯器與shell編程》 《unix環境高級編程》

  exec和source都屬於bash內部命令(builtins commands),在bash下輸入man exec或man source可以查看所有的內部命令信息。

bash shell的命令分爲兩類:外部命令和內部命令。外部命令是通過系統調用或獨立的程序實現的,如sed、awk等等。內部命令是由特殊的文件格式(.def)所實現,如cd、history、exec等等。

  在說明exe和source的區別之前,先說明一下fork的概念。

  fork是linux的系統調用,用來創建子進程(child process)。子進程是父進程(parent process)的一個副本,從父進程那裏獲得一定的資源分配以及繼承父進程的環境。子進程與父進程唯一不同的地方在於pid(process id)。

環境變量(傳給子進程的變量,遺傳性是本地變量和環境變量的根本區別)只能單向從父進程傳給子進程。不管子進程的環境變量如何變化,都不會影響父進程的環境變量。 

shell script:

有兩種方法執行shell scripts,一種是新產生一個shell,然後執行相應的shell scripts;一種是在當前shell下執行,不再啓用其他shell。

新產生一個shell然後再執行scripts的方法是在scripts文件開頭加入以下語句

#!/bin/sh

一般的script文件(.sh)即是這種用法。這種方法先啓用新的sub-shell(新的子進程),然後在其下執行命令。

另外一種方法就是上面說過的source命令,不再產生新的shell,而在當前shell下執行一切命令。

source:

source命令即點(.)命令。

在bash下輸入man source,找到source命令解釋處,可以看到解釋”Read and execute commands from filename in the current shell environment and …”。從中可以知道,source命令是在當前進程中執行參數文件中的各個命令,而不是另起子進程(或sub-shell)。

exec:

在bash下輸入man exec,找到exec命令解釋處,可以看到有”No new process is created.”這樣的解釋,這就是說exec命令不產生新的子進程。那麼exec與source的區別是什麼呢?

exec命令在執行時會把當前的shell process關閉,然後換到後面的命令繼續執行。

  1. 系統調用exec是以新的進程去代替原來的進程,但進程的PID保持不變。因此,可以這樣認爲,exec系統調用並沒有創建新的進程,只是替換了原來進程上下文的內容。原進程的代碼段,數據段,堆棧段被新的進程所代替。

一個進程主要包括以下幾個方面的內容:

(1)一個可以執行的程序

(2) 與進程相關聯的全部數據(包括變量,內存,緩衝區)

(3)程序上下文(程序計數器PC,保存程序執行的位置)

  1. exec是一個函數簇,由6個函數組成,分別是以excl和execv打頭的。

執行exec系統調用,一般都是這樣,用fork()函數新建立一個進程,然後讓進程去執行exec調用。我們知道,在fork()建立新進程之後,父進各與子進程共享代碼段,但數據空間是分開的,但父進程會把自己數據空間的內容copy到子進程中去,還有上下文也會copy到子進程中去。而爲了提高效率,採用一種寫時copy的策略,即創建子進程的時候,並不copy父進程的地址空間,父子進程擁有共同的地址空間,只有當子進程需要寫入數據時(如向緩衝區寫入數據),這時候會複製地址空間,複製緩衝區到子進程中去。從而父子進程擁有獨立的地址空間。而對於fork()之後執行exec後,這種策略能夠很好的提高效率,如果一開始就copy,那麼exec之後,子進程的數據會被放棄,被新的進程所代替。

  1. exec與system的區別

(1) exec是直接用新的進程去代替原來的程序運行,運行完畢之後不回到原先的程序中去。

(2) system是調用shell執行你的命令,system=fork+exec+waitpid,執行完畢之後,回到原先的程序中去。繼續執行下面的部分。

總之,如果你用exec調用,首先應該fork一個新的進程,然後exec. 而system不需要你fork新進程,已經封裝好了。

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