Linux的system()和popen()差异
Linux的system()和popen()差異
1. system()和popen()簡介
在Linux中我們可以通過system()來執行一個shell命令，popen()也是執行shell命令并且通過管道和shell命令進行通信。?
system()、popen()給我們處理了fork、exec、waitpid等一系列的處理流程，讓我們只需要關注最后的返回結果(函數的返回值)即可。
2. system()、popen()源碼
首先我們來看一下這兩個函數在源碼(偽代碼)上面的差異。
int system(const char *command) {struct sigaction sa_ignore, sa_intr, sa_quit;sigset_t block_mask, orig_mask;pid_t pid;sigemptyset(&block_mask);sigaddset(&block_mask, SIGCHLD);sigprocmask(SIG_BLOCK, &block_mask, &orig_mask); //1. block SIGCHLDsa_ignore.sa_handler = SIG_IGN;sa_ignore.sa_flags = 0;sigemptyset(&sa_ignore.sa_mask);sigaction(SIGINT, &sa_ignore, &sa_intr); //2. ignore SIGINT signalsigaction(SIGQUIT, &sa_ignore, &sa_quit); //3. ignore SIGQUIT signalswitch((pid = fork())){case -1:return -1;case 0:sigaction(SIGINT, &sa_intr, NULL); sigaction(SIGQUIT, &sa_quit, NULL); sigprocmask(SIG_SETMASK, &orig_mask, NULL);execl("/bin/sh", "sh", "-c", command, (char *) 0);exit(127);default:while(waitpid(pid, NULL, 0) == -1) //4. wait child process exit{if(errno != EINTR){break;}}} } return 0;- 1
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上面是一個不算完整的system函數源碼，后面需要我們關注和popen差異的部分已經用數字標示出來了。
static pid_t *childpid = NULL; /* ptr to array allocated at run-time */ static int maxfd; /* from our open_max(), {Prog openmax} */ #define SHELL "/bin/sh" FILE * popen(const char *cmdstring, const char *type) { int i, pfd[2]; pid_t pid; FILE *fp; /* only allow "r" or "w" */ if ((type[0] != 'r' && type[0] != 'w') || type[1] != 0) { errno = EINVAL; /* required by POSIX.2 */ return(NULL); } if (childpid == NULL) { /* first time through */ /* allocate zeroed out array for child pids */ maxfd = open_max(); if ( (childpid = calloc(maxfd, sizeof(pid_t))) == NULL) return(NULL); } if (pipe(pfd) < 0) return(NULL); /* errno set by pipe() */ if ( (pid = fork()) < 0) return(NULL); /* errno set by fork() */ else if (pid == 0) { /* child */ if (*type == 'r') { close(pfd[0]); if (pfd[1] != STDOUT_FILENO) { dup2(pfd[1], STDOUT_FILENO); close(pfd[1]); } } else { close(pfd[1]); if (pfd[0] != STDIN_FILENO) { dup2(pfd[0], STDIN_FILENO); close(pfd[0]); } } /* close all descriptors in childpid[] */ for (i = 0; i < maxfd; i++) if (childpid[ i ] > 0) close(i); execl(SHELL, "sh", "-c", cmdstring, (char *) 0); _exit(127); } /* parent */ if (*type == 'r') { close(pfd[1]); if ( (fp = fdopen(pfd[0], type)) == NULL) return(NULL); } else { close(pfd[0]); if ( (fp = fdopen(pfd[1], type)) == NULL) return(NULL); } childpid[fileno(fp)] = pid; /* remember child pid for this fd */ return(fp); }- 1
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上面是popen的源碼。
3. 執行流程
從上面的源碼可以看到system和popen都是執行了類似的運行流程，大致是fork->execl->return。但是我們看到system在執行期間調用進程會一直等待shell命令執行完成(waitpid等待子進程結束)才返回，但是popen無須等待shell命令執行完成就返回了。我們可以理解system為串行執行，在執行期間調用進程放棄了”控制權”，popen為并行執行。?
popen中的子進程沒人給它”收尸”了啊？是的，如果你沒有在調用popen后調用pclose那么這個子進程就可能變成”僵尸”。?
上面我們沒有給出pclose的源碼，其實我們根據system的源碼差不多可以猜測出pclose的源碼就是system中第4部分的內容。
4. 信號處理
我們看到system中對SIGCHLD、SIGINT、SIGQUIT都做了處理，但是在popen中沒有對信號做任何的處理。?
SIGCHLD是子進程退出的時候發給父進程的一個信號，system()中為什么要屏蔽SIGCHLD信號可以參考：system函數的總結、waitpid(or wait)和SIGCHILD的關系，總結一句就是為了system()調用能夠及時的退出并且能夠正確的獲取子進程的退出狀態(成功回收子進程)。?
popen沒有屏蔽SIGCHLD，主要的原因就是popen是”并行”的。如果我們在調用popen的時候屏蔽了SIGCHLD，那么如果在調用popen和pclose之間調用進程又創建了其它的子進程并且調用進程注冊了SIGCHLD信號處理句柄來處理子進程的回收工作(waitpid)那么這個回收工作會一直阻塞到pclose調用。這也意味著如果調用進程在pclose之前執行了一個wait()操作的話就可能獲取到popen創建的子進程的狀態，這樣在調用pclose的時候就會回收(waitpid)子進程失敗，返回-1，同時設置errno為ECHLD，標示pclose無法獲取子進程狀態。?
system()中屏蔽SIGINT、SIGQUIT的原因可以繼續參考上面提到的system函數的總結，popen()函數中沒有屏蔽SIGINT、SIGQUIT的原因也還是因為popen是”并行的”，不能影響其它”并行”進程。
4. 功能
從上面的章節我們基本已經把這兩個函數剖析的差不多了，這兩個的功能上面的差異也比較明顯了，system就是執行shell命令最后返回是否執行成功，popen執行命令并且通過管道和shell命令進行通信。
NOTE
在特權(setuid、setgid)進程中千萬注意不要使用system和popen。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的Linux的system()和popen()差异的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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