shell中exec解析

參考：《linux命令、編輯器與shell編程》　《unix環(huán)境高級(jí)編程》

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

bash shell的命令分為兩類(lèi)：外部命令和內(nèi)部命令。外部命令是通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用或獨(dú)立的程序?qū)崿F(xiàn)的，如sed、awk等等。內(nèi)部命令是由特殊的文件格式（.def）所實(shí)現(xiàn)，如cd、history、exec等等。

　　在說(shuō)明exe和source的區(qū)別之前，先說(shuō)明一下fork的概念。

　　fork是linux的系統(tǒng)調(diào)用，用來(lái)創(chuàng)建子進(jìn)程（child process）。子進(jìn)程是父進(jìn)程(parent process)的一個(gè)副本，從父進(jìn)程那里獲得一定的資源分配以及繼承父進(jìn)程的環(huán)境。子進(jìn)程與父進(jìn)程唯一不同的地方在于pid（process id）。

環(huán)境變量（傳給子進(jìn)程的變量，遺傳性是本地變量和環(huán)境變量的根本區(qū)別）只能單向從父進(jìn)程傳給子進(jìn)程。不管子進(jìn)程的環(huán)境變量如何變化，都不會(huì)影響父進(jìn)程的環(huán)境變量。 

shell script:

有兩種方法執(zhí)行shell scripts，一種是新產(chǎn)生一個(gè)shell，然后執(zhí)行相應(yīng)的shell scripts；一種是在當(dāng)前shell下執(zhí)行，不再啟用其他shell。

新產(chǎn)生一個(gè)shell然后再執(zhí)行scripts的方法是在scripts文件開(kāi)頭加入以下語(yǔ)句

#!/bin/sh

一般的script文件(.sh)即是這種用法。這種方法先啟用新的sub-shell（新的子進(jìn)程）,然后在其下執(zhí)行命令。

另外一種方法就是上面說(shuō)過(guò)的source命令，不再產(chǎn)生新的shell，而在當(dāng)前shell下執(zhí)行一切命令。

source:

source命令即點(diǎn)(.)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(dāng)前進(jìn)程中執(zhí)行參數(shù)文件中的各個(gè)命令，而不是另起子進(jìn)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?zhuān)@就是說(shuō)exec命令不產(chǎn)生新的子進(jìn)程。那么exec與source的區(qū)別是什么呢？

exec命令在執(zhí)行時(shí)會(huì)把當(dāng)前的shell process關(guān)閉，然后換到后面的命令繼續(xù)執(zhí)行。

1. 系統(tǒng)調(diào)用exec是以新的進(jìn)程去代替原來(lái)的進(jìn)程，但進(jìn)程的PID保持不變。因此，可以這樣認(rèn)為，exec系統(tǒng)調(diào)用并沒(méi)有創(chuàng)建新的進(jìn)程，只是替換了原來(lái)進(jìn)程上下文的內(nèi)容。原進(jìn)程的代碼段，數(shù)據(jù)段，堆棧段被新的進(jìn)程所代替。

一個(gè)進(jìn)程主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:

(1)一個(gè)可以執(zhí)行的程序

(2) 與進(jìn)程相關(guān)聯(lián)的全部數(shù)據(jù)(包括變量，內(nèi)存，緩沖區(qū))

(3)程序上下文(程序計(jì)數(shù)器PC,保存程序執(zhí)行的位置)

2. exec是一個(gè)函數(shù)簇，由6個(gè)函數(shù)組成，分別是以excl和execv打頭的。

執(zhí)行exec系統(tǒng)調(diào)用，一般都是這樣，用fork()函數(shù)新建立一個(gè)進(jìn)程，然后讓進(jìn)程去執(zhí)行exec調(diào)用。我們知道，在fork()建立新進(jìn)程之后，父進(jìn)各與子進(jìn)程共享代碼段，但數(shù)據(jù)空間是分開(kāi)的，但父進(jìn)程會(huì)把自己數(shù)據(jù)空間的內(nèi)容copy到子進(jìn)程中去，還有上下文也會(huì)copy到子進(jìn)程中去。而為了提高效率，采用一種寫(xiě)時(shí)copy的策略，即創(chuàng)建子進(jìn)程的時(shí)候，并不copy父進(jìn)程的地址空間，父子進(jìn)程擁有共同的地址空間，只有當(dāng)子進(jìn)程需要寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)(如向緩沖區(qū)寫(xiě)入數(shù)據(jù)),這時(shí)候會(huì)復(fù)制地址空間，復(fù)制緩沖區(qū)到子進(jìn)程中去。從而父子進(jìn)程擁有獨(dú)立的地址空間。而對(duì)于fork()之后執(zhí)行exec后，這種策略能夠很好的提高效率，如果一開(kāi)始就copy,那么exec之后，子進(jìn)程的數(shù)據(jù)會(huì)被放棄，被新的進(jìn)程所代替。

3. exec與system的區(qū)別

(1) exec是直接用新的進(jìn)程去代替原來(lái)的程序運(yùn)行，運(yùn)行完畢之后不回到原先的程序中去。

(2) system是調(diào)用shell執(zhí)行你的命令，system=fork+exec+waitpid,執(zhí)行完畢之后，回到原先的程序中去。繼續(xù)執(zhí)行下面的部分。

總之，如果你用exec調(diào)用，首先應(yīng)該fork一個(gè)新的進(jìn)程，然后exec. 而system不需要你fork新進(jìn)程，已經(jīng)封裝好了。