shell调用另一个脚本的三种方式fork/exec/source

Posted 2021-03-05 burlingame

　　exec和source都属于bash内部命令（builtins commands），在bash下输入man exec或man source可以查看所有的内部命令信息。

bash shell的命令分为两类：外部命令和内部命令。外部命令是通过系统调用或独立的程序实现的，如sed、awk等等。内部命令是由特殊的文件格式（.def）所实现，如cd、history、exec等等。

　　在说明exe和source的区别之前，先说明一下fork的概念。

　　fork是linux的系统调用，用来创建子进程（child process）。子进程是父进程(parent process)的一个副本，从父进程那里获得一定的资源分配以及继承父进程的环境。子进程与父进程唯一不同的地方在于pid（process id）。

    环境变量（传给子进程的变量，遗传性是本地变量和环境变量的根本区别）只能单向从父进程传给子进程。不管子进程的环境变量如何变化，都不会影响父进程的环境变量。 

shell script:

有两种方法执行shell scripts，一种是新产生一个shell，然后执行相应的shell scripts；一种是在当前shell下执行，不再启用其他shell。

新产生一个shell然后再执行scripts的方法是在scripts文件开头加入以下语句

#!/bin/sh

一般的script文件(.sh)即是这种用法。这种方法先启用新的sub-shell（新的子进程）,然后在其下执行命令。

另外一种方法就是上面说过的source命令，不再产生新的shell，而在当前shell下执行一切命令。

source:

source命令即点(.)命令。

在bash下输入man source，找到source命令解释处，可以看到解释”Read and execute commands from filename in the current shell environment and …”。从中可以知道，source命令是在当前进程中执行参数文件中的各个命令，而不是另起子进程(或sub-shell)。

 exec:

在bash下输入man exec，找到exec命令解释处，可以看到有”No new process is created.”这样的解释，这就是说exec命令不产生新的子进程。那么exec与source的区别是什么呢？

exec命令在执行时会把当前的shell process关闭，然后换到后面的命令继续执行。

 

1. 系统调用exec是以新的进程去代替原来的进程，但进程的PID保持不变。因此，可以这样认为，exec系统调用并没有创建新的进程，只是替换了原来进程上下文的内容。原进程的代码段，数据段，堆栈段被新的进程所代替。

一个进程主要包括以下几个方面的内容:

(1)一个可以执行的程序

(2) 与进程相关联的全部数据(包括变量，内存，缓冲区)

(3)程序上下文(程序计数器PC,保存程序执行的位置) 

2. exec是一个函数簇，由6个函数组成，分别是以excl和execv打头的。

执行exec系统调用，一般都是这样，用fork()函数新建立一个进程，然后让进程去执行exec调用。我们知道，在fork()建立新进程之后，父进各与子进程共享代码段，但数据空间是分开的，但父进程会把自己数据空间的内容copy到子进程中去，还有上下文也会copy到子进程中去。而为了提高效率，采用一种写时copy的策略，即创建子进程的时候，并不copy父进程的地址空间，父子进程拥有共同的地址空间，只有当子进程需要写入数据时(如向缓冲区写入数据),这时候会复制地址空间，复制缓冲区到子进程中去。从而父子进程拥有独立的地址空间。而对于fork()之后执行exec后，这种策略能够很好的提高效率，如果一开始就copy,那么exec之后，子进程的数据会被放弃，被新的进程所代替。

 3. exec与system的区别

(1) exec是直接用新的进程去代替原来的程序运行，运行完毕之后不回到原先的程序中去。

(2) system是调用shell执行你的命令，system=fork+exec+waitpid,执行完毕之后，回到原先的程序中去。继续执行下面的部分。

总之，如果你用exec调用，首先应该fork一个新的进程，然后exec. 而system不需要你fork新进程，已经封装好了。

 

先来说一下主要以下有几种方式：

• fork: 如果脚本有执行权限的话，path/to/foo.sh。如果没有，sh path/to/foo.sh。
• exec: exec path/to/foo.sh
• source: source path/to/foo.sh

fork

fork 是最普通的, 就是直接在脚本里面用 path/to/foo.sh 来调用 foo.sh 这个脚本，比如如果是 foo.sh 在当前目录下，就是 ./foo.sh。运行的时候 terminal 会新开一个子 Shell 执行脚本 foo.sh，子 Shell 执行的时候, 父 Shell 还在。子 Shell 执行完毕后返回父 Shell。 子 Shell 从父 Shell 继承环境变量，但是子 Shell 中的环境变量不会带回父 Shell。

exec

exec 与 fork 不同，不需要新开一个子 Shell 来执行被调用的脚本. 被调用的脚本与父脚本在同一个 Shell 内执行。但是使用 exec 调用一个新脚本以后, 父脚本中 exec 行之后的内容就不会再执行了。这是 exec 和 source 的区别.

source

与 fork 的区别是不新开一个子 Shell 来执行被调用的脚本，而是在同一个 Shell 中执行. 所以被调用的脚本中声明的变量和环境变量, 都可以在主脚本中进行获取和使用。

其实从命名上可以感知到其中的细微区别，下面通过两个脚本来体会三种调用方式的不同:

第一个脚本，我们命名为 1.sh:

 1 #!/bin/bash
 2 A=1
 3 echo "before exec/source/fork: PID for 1.sh = $$"
 4 export A
 5 echo "In 1.sh: variable A=$A"
 6 case $1 in
 7     --exec)
 8         echo -e "==> using exec…\\n"
 9         exec ./2.sh ;;
10     --source)
11         echo -e "==> using source…\\n"
12         . ./2.sh ;;
13     *)
14         echo -e "==> using fork by default…\\n"
15         ./2.sh ;;
16 esac
17 echo "after exec/source/fork: PID for 1.sh = $$"
18 echo -e "In 1.sh: variable A=$A\\n"

 

第二个脚本，我们命名为 2.sh：

1 #!/bin/base
2 echo "PID for 2.sh = $$"
3 echo "In 2.sh get variable A=$A from 1.sh"
4 A=2
5 export A
6 echo -e "In 2.sh: variable A=$A\\n"

 

注：这两个脚本中的参数 $$ 用于返回脚本的 PID , 也就是进程 ID。这个例子是想通过显示 PID 判断两个脚本是分开执行还是同一进程里执行，也就是是否有新开子 Shell。当执行完脚本 2.sh 后，脚本 1.sh 后面的内容是否还执行。

chmod +x 1.sh 2.sh 给两个脚本加上可执行权限后执行情况：

fork

fork 方式可以看出，两个脚本都执行了，运行顺序为1-2-1，从两者的PID值(1.sh PID=82266, 2.sh PID=82267)，可以看出，两个脚本是分成两个进程运行的。

exec

exec 方式运行的结果是，2.sh 执行完成后，不再回到 1.sh。运行顺序为 1-2。从pid值看，两者是在同一进程 PID=82287 中运行的。

source

 

 source方式的结果是两者在同一进程里运行。该方式相当于把两个脚本先合并再运行。