程序控制之競爭條件函式exec

當多個程序都企圖對共享資料進行某種處理，而最後的結果又取決於程序執行的順序時，這種情況被稱之為競爭條件（race condition）。如果第乙個程序希望等待乙個子程序終止，則它必須呼叫wait函式中的乙個。如果乙個程序要等待其父程序終止，則可以使用下列形式的迴圈：

while
(getppid()
!=1)sleep(1
);

這種形式的迴圈被稱之為輪詢（polling），它的問題是浪費了cpu時間，因為呼叫者每隔1s都被喚醒，然後進行條件測試。各種形式的程序間通訊（ipc）以及訊號機制都可以避免競爭條件和輪詢。

測試示例：

#include
"../../include/apue.h"
static
void
charatatime
(char*)
;int
main
(void
)else
if(pid ==0)
else
return0;
}static
void
charatatime
(char
*str)

結果如下：

由圖中可知，並未發生錯誤的輸出，但是這並不意味著競爭條件不存在，只是在這個測試系統上未能看到而已。

以下是對上面測試程式的修改版本，其中我們使用tell和wait函式。

#include
"../../include/apue.h"
static
volatile sig_atomic_t sigflag;
static sigset_t newmask, oldmask, zeromask;
static
void
sig_usr
(int);
static
void
charatatime
(char*)
;void
tell_wait
(void);
void
wait_parent
(void);
void
tell_child
(pid_t)
;void
tell_parent
(pid_t)
;void
wait_child
(void);
intmain
(void
)else
if(pid ==0)
else
return0;
}static
void
charatatime
(char
*str)
static
void
sig_usr
(int signo)
/* one signal handler for sigusr1 and sigusr2 */
void
tell_wait
(void
)void
wait_parent
(void
)void
tell_child
(pid_t pid)
void
tell_parent
(pid_t pid)
void
wait_child
(void
)

結果如下：

有上圖可知，執行此程式後，輸出的結果不再會出現交叉混合的情形。

fork函式建立新的子程序後，子程序往往要呼叫一種exec函式以執行另乙個程式。當程序呼叫一種exec函式時，該程序執行的程式完全替換為新程式，而新程式則從其main函式開始執行。因為呼叫exec並不建立新程序，所以前後的程序id並未改變。exec只是用磁碟上的乙個新程式替換了當前程序的正文段、資料段、堆段和棧段。

以下有7種不同的exec函式可供使用，它們被稱之為exec函式。這些函式使得unix系統程序控制原語更加完善。用fork可以建立新程序，用exec函式可以初始執行新的程式。exit和wait函式可以處理終止和等待終止。這些函式就是我們需要的基本的程序控制原語。

#include
intexecl
(const
char
*pathname,
const
char
*arg0,..
./* (char *)0 */);
intexecv
(const
char
*pathname,
char
*const ar**)
;int
execle
(const
char
*pathname,
const
char
*arg0,..
./* (char *)0, char *const envp */);
intexecve
(const
char
*pathnamr,
char
*const ar**,
char
*const envp)
;int
execlp
(const
char
*filename,
const
char
*arg0,..
./* (char *)0 */);
intexecvp
(const
char
*filename,
char
*const ar**)
;int
fexecve
(int fd,
char
*const ar**,
char
*const envp)
;7個函式返回值：若出錯，返回-
1；若成功，不返回。

在很多unix實現中，這7個函式中只有execve是核心函式，其他6個函式均是庫函式，它們最終都要呼叫該系統呼叫。這7個函式的關係如下：

測試示例：

#include
"/home/dunk/share/apue/include/apue.h"
#include
char
*env_init=
;int
main
(void
)else
if(pid ==0)
if(waitpid
(pid,
null,0
)<0)
err_sys
("wait error");
if((pid =
fork()
)<0)
else
if(pid ==0)
return0;
}

結果如下：

以下是echoall執行程式的**：

#include
"/home/dunk/share/apue/include/apue.h"
intmain
(int argc,
char
*ar**)

程序控制之競爭條件函式exec

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