第二十四天：exec

exec和source都屬於bash內部命令(builtins commands)

bash shell的命令分爲兩類：外部命令和內部命令。外部命令是經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的區別以前，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，從父進程那裏

得到必定的資源分配以及繼承父進程的環境。子進程與父進程惟一不一樣的地方在於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。無論子進程的環境

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，而後執行相應的shell scripts;一種是在當前shell下執行，不

再啓用其餘shell。

　　新產生一個shell而後再執行scripts的方法是在scripts文件開頭加入如下語句

　　#!/bin/sh

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

　　另一種方法就是上面說過的source命令，再也不產生新的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，能夠看到解釋」Read and execute commands from filename in the

current shell environment and …」。從中能夠知道，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，能夠看到有」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，而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。所以，能夠這樣認爲，exec系統調用並無建立新的

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。

　　一個進程主要包括如下幾個方面的內容:

　　(1)一個能夠執行的程序

　　(2) 與進程相關聯的所有數據(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)

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，通常都是這樣，用fork()函數新創建一個進程，而後讓進程去執行exec調用。咱們知道，在fork()創建

新進程以後，父進各與子進程共享代碼段，但數據空間是分開的，但父進程會把本身數據空間的內容copy到子進程中去，還有上

下文也會copy到子進程中去。而爲了提升效率，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，只有當子進程須要寫入數據時(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()以後執行exec後，這種策略可以很好的提升效率，若是一開始就

copy,那麼exec以後，子進程的數據會被放棄，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序運行，運行完畢以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,執行完畢以後，回到原先的程序中去。繼續執行下面的

部分。

　　總之，若是你用exec調用，首先應該fork一個新的進程，而後exec. 而system不須要你fork新進程，已經封裝好了。

　　一、 基本概念(這是理解後面的知識的前提，請務必理解)

　　a、 I/O重定向一般與 FD有關，shell的FD一般爲10個，即 0～9;

　　b、 經常使用FD有3個，爲0(stdin，標準輸入)、1(stdout，標準輸出)、2(stderr，標準錯誤輸出)，默認與keyboard、monitor

、monitor有關;

　　c、 用 來改變送出的數據信道(stdout, stderr)，使之輸出到指定的檔案;

　　e、 0 是 與 1> 是同樣的;

　　f、 在IO重定向 中，stdout 與 stderr 的管道會先準備好，纔會從 stdin 讀進資料;

　　g、 管道「|」(pipe line):上一個命令的 stdout 接到下一個命令的 stdin;

　　h、 tee 命令是在不影響本來 I/O 的狀況下，將 stdout 複製一份到檔案去;

　　i、 bash(ksh)執行命令的過程：分析命令-變量求值-命令替代(``和$( ))-重定向-通配符展開-肯定路徑-執行命令;

　　j、 ( ) 將 command group 置於 sub-shell 去執行，也稱 nested sub-shell，它有一點很是重要的特性是：繼承父shell

的Standard input, output, and error plus any other open file descriptors。

　　k、 exec 命令：經常使用來替代當前 shell 並從新啓動一個 shell，換句話說，並無啓動子 shell。使用這一命令時任何現

有環境都將會被清除。exec 在對文件描述符進行操做的時候，也只有在這時，exec 不會覆蓋你當前的 shell 環境。

　　二、cmd &n 使用系統調用 dup (2) 複製文件描述符 n 並把結果用做標準輸出

　　&- 關閉標準輸出

　　n&- 表示將 n 號輸出關閉

　　上述全部形式均可之前導一個數字，此時創建的文件描述符由這個數字指定而不是缺省的 0 或 1。如：

　　... 2>file 運行一個命令並把錯誤輸出(文件描述符 2)定向到 file。

　　... 2>&1 運行一個命令並把它的標準輸出和輸出合併。(嚴格的說是經過複製文件描述符 1 來創建文件描述符 2 ，但效果

一般是合併了兩個流。)

　　咱們對 2>&1詳細說明一下 ：2>&1 也就是 FD2=FD1 ，這裏並非說FD2 的值 等於FD1的值，由於 > 是改變送出的數據信

道，也就是說把 FD2 的 「數據輸出通道」 改成 FD1 的 「數據輸出通道」。若是僅僅這樣，這個改變好像沒有什麼做用，因

爲 FD2 的默認輸出和 FD1的默認輸出原本都是 monitor，同樣的!

　　可是，當 FD1 是其餘文件，甚至是其餘 FD 時，這個就具備特殊的用途了。請你們務必理解這一點。

　　三、 若是 stdin, stdout, stderr 進行了重定向或關閉, 但沒有保存原來的 FD, 能夠將其恢復到 default 狀態嗎?

　　*** 若是關閉了stdin，由於會致使退出，那確定不能恢復。

　　*** 若是重定向或關閉 stdout和stderr其中之一，能夠恢復，由於他們默認均是送往monitor(但不知會否有其餘影響)。如

恢復重定向或關閉的 stdout： exec 1>&2 ，恢復重定向或關閉的stderr：exec 2>&1。

　　*** 若是stdout和stderr所有都關閉了，又沒有保存原來的FD，能夠用：exec 1>/dev/tty 恢復。

　　四、 cmd >a 2>a 和 cmd >a 2>&1 爲何不一樣?

　　cmd >a 2>a ：stdout和stderr都直接送往文件 a ，a文件會被打開兩遍，由此致使stdout和stderr互相覆蓋。

　　cmd >a 2>&1 ：stdout直接送往文件a ，stderr是繼承了FD1的管道以後，再被送往文件a 。a文件只被打開一遍，就是FD1

將其打開。

　　我想：他們的不一樣點在於：

　　cmd >a 2>a 至關於使用了兩個互相競爭使用文件a的管道;

　　而cmd >a 2>&1 只使用了一個管道，但在其源頭已經包括了stdout和stderr。

　　從IO效率上來說，cmd >a 2>&1的效率應該更高!

　　exec 0exec 1>outfilename # 打開文件outfilename做爲stdout

　　exec 2>errfilename # 打開文件 errfilename做爲 stderr

　　exec 0&- # 關閉 FD1

　　exec 5>&- # 關閉 FD5