Linux系统编程——exec族函数

我们来完整、系统、通俗地讲解 Linux 系统编程中非常重要的一类函数：exec 族函数（也叫 exec family）。

一、什么是 exec？

exec 系列函数的作用是：

用一个新的程序，替换当前进程的内容。

也就是说：

• 你用 fork() 创建了一个子进程，

• 然后在子进程里调用 exec()，

• 这时子进程会“变身”，从原来的程序变成你指定的新程序。

这个函数不会创建新进程，而是当前进程的替换与重启。

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举个例子：

你写的程序中包含：

execl("/bin/ls", "ls", "-l", NULL);

这行代码会让当前进程（如一个子进程）变成 ls -l 命令的进程，后续你原来的代码都不执行了！

二、exec 函数族成员有哪些？

exec 系列函数一共有 6 个函数，按名字分为 3 种组合：

函数	路径是否自动查找？	参数形式	描述
execl()	否	列表	使用绝对路径 + 参数列表
execv()	否	数组	使用绝对路径 + 参数数组
execle()	否	列表	和 execl() 类似，但可传环境变量
execve()	否	数组	最原始的形式，底层系统调用
execlp()	是	列表	像 execl()，但会查 PATH
execvp()	是	数组	像 execv()，但会查 PATH

三、参数结构说明（重要）

int execv(const char *path, char *const argv[]);

• path：新程序的路径（如 /bin/ls）

• argv[]：参数数组：

  • argv[0]：程序名（通常写成命令本身，如 "ls"）

  • argv[1], argv[2], ..., NULL：其他参数

  • 最后一个必须是 NULL，表示参数结束

四、分类讲解：每个函数的使用方法和例子

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1. execl() — 使用参数“列表”，不自动查找路径

原型：

int execl(const char *path, const char *arg0, ..., NULL);

示例：

execl("/bin/ls", "ls", "-l", "-a", NULL);

说明：

• 用 /bin/ls 程序替换当前进程；

• 参数就像 ls -l -a；

• 最后一定要是 NULL。

2. execv() — 参数用“数组”，不查路径

原型：

int execv(const char *path, char *const argv[]);

示例：

char *args[] = {"ls", "-l", "-a", NULL};
execv("/bin/ls", args);

说明：

• 路径仍然是 /bin/ls；

• 参数用数组传入；

• NULL 表示参数结束。

3. execlp() — 参数列表 + 会查找 PATH 环境变量

原型：

int execlp(const char *file, const char *arg0, ..., NULL);

示例：

execlp("ls", "ls", "-l", NULL);

说明：

• 不用写全路径，系统会在 /bin/ /usr/bin/ 等目录下找 ls；

• 更加灵活，推荐！

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4. execvp() — 参数数组 + 会查 PATH（最常用！）

原型：

int execvp(const char *file, char *const argv[]);

示例：

char *args[] = {"ls", "-l", NULL};
execvp("ls", args);

说明：

• 会查找 ls 程序的位置；

• 使用参数数组，适合处理用户输入；

• 实际中非常常用！

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5. execle() 和 execve() — 带自定义环境变量

• 一般情况用不到，仅当你要给新程序指定新的环境变量时才用。

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五、使用 exec 的注意事项

1. exec 成功后，不会返回

因为当前进程已经“变身”为新程序，原来的代码后面就不执行了。

如果它返回了，说明执行失败了。

if (execvp("ls", args) == -1) {perror("exec failed");  // 只有失败才会执行这里
}

2. 参数列表/数组最后必须以 NULL 结尾

否则系统不知道参数在哪里结束，可能导致崩溃。

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3. 建议用 execvp() 或 execlp()

因为它们会根据系统环境变量 PATH 查找程序，更灵活，用户体验更好。

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4. 配合 fork() 使用

通常我们不会在主进程里直接 exec()，而是先用 fork() 创建子进程，让子进程执行新的程序：

示例：

pid_t pid = fork();if (pid == 0) {// 子进程：执行 lsexeclp("ls", "ls", "-l", NULL);_exit(1);  // exec失败才执行
} else {// 父进程：等子进程wait(NULL);
}

六、exec调用失败常见原因

原因	解决方法
路径写错了	检查路径或用 execvp
没有执行权限	用 chmod +x 赋权
参数忘记写 NULL	确保结尾是 NULL
系统找不到程序	确保程序存在于 $PATH 所列目录中

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七、总结一句话

exec 系列函数是“把自己变成另一个程序”的魔法。

• 不创建新进程，而是“换皮重生”；

• 常用 execlp() 和 execvp()；

• 一定配合 fork() 使用，否则你原来的程序会消失。