C++怎么在Linux下进行系统编程_C++调用fork, exec, pipe等系统调用-C++-PHP中文网

C++怎么在Linux下进行系统编程_C++调用fork, exec, pipe等系统调用

冰火之心

发布： 2025-11-24 18:08:02

原创

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使用fork创建子进程，返回两次，子进程返回0，父进程返回PID；2. 子进程调用exec系列函数加载新程序，需配合fork使用；3. pipe创建单向通信管道，通过文件描述符读写实现父子进程通信；4. 父进程调用wait或waitpid回收子进程，防止僵尸进程。Linux下C++系统编程依赖POSIX系统调用，需包含相应头文件并用g++编译。

c++怎么在linux下进行系统编程_c++调用fork, exec, pipe等系统调用

在Linux下使用C++进行系统编程，本质上是通过调用操作系统提供的系统接口（system calls）来控制进程、管理管道、执行外部程序等。虽然C++标准库提供了部分高级封装（如std::system），但要实现更精细的控制，比如创建进程、进程间通信，就需要直接使用像 fork、exec 系列、pipe 这样的系统调用。

1. 使用 fork 创建子进程

fork() 是创建新进程的基础系统调用。它会复制当前进程，生成一个几乎完全相同的子进程。调用一次，返回两次：在父进程中返回子进程的PID，在子进程中返回0。

示例代码：

#include <unistd.h>
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
pid_t pid = fork();

if (pid == -1) {<br>
    perror("fork failed");<br>
    return 1;<br>
} else if (pid == 0) {<br>
    cout << "这是子进程，PID: " << getpid() << endl;<br>
} else {<br>
    cout << "这是父进程，子进程PID: " << pid << endl;<br>
}<br>
return 0;<br>

登录后复制

}

2. 使用 exec 执行新程序

exec 系列函数用于在当前进程上下文中加载并运行另一个程序，常见的有 execl、execv、execle、execve 等。一旦成功调用，原程序代码会被替换，不再返回。

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通常与 fork 配合使用：父进程 fork 出子进程，子进程调用 exec 去运行新程序。

示例：子进程执行 ls -l

#include <unistd.h>
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
pid_t pid = fork();

if (pid == 0) {<br>
    // 子进程执行 ls -l<br>
    execl("/bin/ls", "ls", "-l", nullptr);<br>
    // 如果 exec 成功，下面这行不会执行<br>
    perror("execl failed");<br>
    exit(1);<br>
} else if (pid > 0) {<br>
    wait(nullptr); // 等待子进程结束<br>
    cout << "子进程已完成" << endl;<br>
} else {<br>
    perror("fork");<br>
}<br>
return 0;<br>

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}

注意： 调用 execl 时参数必须以 nullptr 结尾。路径建议使用绝对路径避免找不到程序。

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3. 使用 pipe 实现父子进程通信

pipe() 系统调用可以创建一个单向数据通道，常用于父子进程之间通信。它生成两个文件描述符：fd[0] 用于读，fd[1] 用于写。

典型流程：

父进程调用 pipe 创建管道
调用 fork 创建子进程
父进程关闭读端，子进程关闭写端（或反之，根据方向）
通过 write 和 read 进行通信

示例：子进程向父进程发送消息

#include <unistd.h>
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;

int main() {
int fd[2];
if (pipe(fd) == -1) {
perror("pipe failed");
return 1;
}

pid_t pid = fork();<br><br>

if (pid == 0) {<br>
    // 子进程：写入数据<br>
    close(fd[0]); // 关闭读端<br>
    const char* msg = "Hello from child";<br>
    write(fd[1], msg, strlen(msg));<br>
    close(fd[1]);<br>
} else {<br>
    // 父进程：读取数据<br>
    close(fd[1]); // 关闭写端<br>
    char buffer[64];<br>
    int n = read(fd[0], buffer, sizeof(buffer)-1);<br>
    if (n > 0) {<br>
        buffer[n] = '\0';<br>
        cout << "收到消息: " << buffer << endl;<br>
    }<br>
    close(fd[0]);<br>
    wait(nullptr);<br>
}<br>
return 0;<br>

登录后复制

}

4. 等待子进程结束：wait 和 waitpid

父进程通常需要等待子进程结束，以避免产生僵尸进程（zombie process）。可以使用 wait(nullptr) 或更灵活的 waitpid(pid, &status, options)。

获取退出状态：

int status;
wait(&status);
if (WIFEXITED(status)) {
cout << "子进程正常退出，返回值: " << WEXITSTATUS(status) << endl;
}

关键点： 每个 fork 出的子进程都应被 wait 回收，否则会变成僵尸进程。

基本上就这些。C++本身不提供替代这些系统调用的高级接口，因此在Linux系统编程中，直接使用POSIX API是标准做法。只要包含对应的头文件（如<unistd.h>、<sys/wait.h>、<sys/types.h>），就能在C++程序中自由调用它们。编译时不需要特殊选项，普通 g++ 即可。

以上就是C++怎么在Linux下进行系统编程_C++调用fork, exec, pipe等系统调用的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！