fork()和exec()的区别

fork()和exec()的区别

在Linux系统中，fork()和exec()是两个常用的系统调用，它们都与进程有关。但是它们的用途是不同的，这里详细讲解两者的区别。

fork()

fork()的作用是创建一个新的进程，新进程是原进程的副本，这个新进程被称为子进程。子进程具有与父进程（即原进程）完全相同的代码和数据，但是其运行状态和内存空间都是独立的，即父子进程之间不共享内存空间。

下面是一个简单的示例，展示了fork()的基本使用方法：

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>

int main() {
   pid_t pid;
   int x = 1;

   pid = fork();

   if (pid == 0) {
      x++;
      printf("x in child process: %d\n", x); // 子进程中的 x
   }
   else {
      x--;
      printf("x in parent process: %d\n", x); // 父进程中的 x
   }
   return 0;
}

输出如下：

x in child process: 2
x in parent process: 0

在示例中，fork()创建了一个子进程。子进程执行了x++操作，x的值变为了2，而在父进程中x--操作使得x的值变为了0。

exec()

exec()的作用是在当前进程中执行一个新的程序，取代当前进程的数据和代码。也就是说，exec()调用之后，原来进程的代码和数据都被新的程序的代码和数据所取代。

下面是一个简单的示例，展示了exec()的基本使用方法：

#include<unistd.h>

int main() {
   char *argv[2];
   argv[0] = "/bin/ls"; // 为 ls 命令的绝对路径
   argv[1] = NULL; // 参数列表必须以 NULL 结束 

   execv("/bin/ls", argv);
   return 0;
}

这个程序调用了execv()函数，用/bin/ls作为参数来执行ls命令。执行该程序，将输出当前目录下的文件列表。

区别

fork()和exec()一般一起使用，而且是顺序执行。调用fork()创建子进程后，一般立即调用exec()加载新的程序运行。但fork()和exec()的区别在于它们的目的和作用不同：

• fork()的作用是创建一个新的进程，与父进程的代码和数据相同，但运行状态和内存空间互不干扰。
• exec()的作用是在当前进程中执行新程序的代码和数据，原来的进程被新程序取代。

在"fork()"和"exec()"的典型用法中，父进程调用"fork()"创建一个子进程，然后父进程通过子进程中的"exec()"函数来加载一个新的进程映像，使子进程成为一个新进程，从而执行由父进程所指定的程序。下面给出一个例子：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/wait.h>

#define MAXLINE 1024

int main()
{
    char buf[MAXLINE];
    pid_t pid;
    int status;

    printf("%% "); /* print prompt (printf requires %% to print %) */
    while (fgets(buf, MAXLINE, stdin) != NULL) {
        if (buf[strlen(buf) - 1] == '\n')
            buf[strlen(buf) - 1] = '\0';

        if ((pid = fork()) < 0) {
            printf("fork error");
            continue;
        } else if (pid == 0) { /* child */
            execlp(buf, buf, (char *) 0);
            printf("couldn’t execute: %s", buf);
            exit(127);
        }

        /* parent */
        if ((pid = waitpid(pid, &status, 0)) < 0)
            printf("waitpid error");
        printf("%% ");
    }
    exit(0);
}

这个程序通过fgets读入命令行输入，调用fork()创建一个新进程，子进程中调用execlp()函数合适地加载新的程序并执行，父进程则等待新建子进程结束并给出shell提示。这里 exec()是与 fork()配合使用的常用方法。