shell中exec解析

　　參考：《linux命令、編輯器與shell編程》　《unix環境進階編程》

 

　　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資訊。

bash shell的命令分為兩類：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式實現的，如sed、awk等等。內部命令是由特殊的檔案格式（.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，用來建立子進程（child process）。子進程是父進程(parent process)的一個副本，從父進程那裡獲得一定的資源分派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）。

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

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，不再啟用其他shell。

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

#!/bin/sh

一般的script檔案(.sh)即是這種用法。這種方法先啟用新的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檔案中的各個命令，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，可以這樣認為，exec系統調用並沒有建立新的進程，只是替換了原來進程內容相關的內容。原進程的程式碼片段，資料區段，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)一個可以執行的程式

(2) 與進程相關聯的全部資料(包括變數，記憶體，緩衝區)

(3)程式上下文(程式計數器PC,儲存程式執行的位置) 

2. 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()函數建立立一個進程，然後讓進程去執行exec調用。我們知道，在fork()建立新進程之後，父進各與子進程共用程式碼片段，但資料空間是分開的，但父進程會把自己資料空間的內容copy到子進程中去，還有上下文也會copy到子進程中去。而為了提高效率，採用一種寫時copy的策略，即建立子進程的時候，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資料時(如向緩衝區寫入資料),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，子進程的資料會被放棄，被新的進程所代替。

 3. exec與system的區別

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

(2) system是調用shell執行你的命令，system=fork+exec+waitpid,執行完畢之後，回到原先的程式中去。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。