【C/C++】Linux下使用system()函数详解

谁借莪１个温暖的怀抱￠ 2022-06-10 23:14 1156阅读 0赞

曾经的曾经，被system()函数折磨过，之所以这样，是因为对system()函数了解不够深入。只是简单的知道用这个函数执行一个系统命令，这远远不够，它的返回值、它所执行命令的返回值以及命令执行失败原因如何定位，这才是重点。当初因为这个函数风险较多，故抛弃不用，改用其他的方法。这里先不说我用了什么方法，这里必须要搞懂system()函数，因为还是有很多人用了system()函数，有时你不得不面对它。

**先来看一下system()函数的简单介绍：**

[view source][]

[print][] [?][Link 1]

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>1</code></td> 
   <td><code>#include &lt;stdlib.h&gt;</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>2</code></td> 
   <td><code>int</code> <code> system</code><code>(</code><code>const</code><code>char</code> <code>*command);</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

system() executes a command specified in command by calling /bin/sh -c command, and returns after the command has been completed. During execution of the command, SIGCHLD will be blocked, and SIGINT and SIGQUIT will be ignored.

system()函数调用/bin/sh来执行参数指定的命令，/bin/sh 一般是一个软连接，指向某个具体的shell，比如bash，-c选项是告诉shell从字符串command中读取命令；

在该command执行期间，SIGCHLD是被阻塞的，好比在说：hi，内核，这会不要给我送SIGCHLD信号，等我忙完再说；

在该command执行期间，SIGINT和SIGQUIT是被忽略的，意思是进程收到这两个信号后没有任何动作。

**再来看一下system()函数返回值：**

The value returned is -1 on error (e.g. fork(2) failed), and the return status of the command otherwise. This latter return status is in the format specified in wait(2). Thus, the exit code of the command will be WEXITSTATUS(status). In case /bin/sh could not be executed, the exit status will be that of a command that does exit(127).

If the value of command is NULL, system() returns nonzero if the shell is available, and zero if not.

为了更好的理解system()函数返回值，需要了解其执行过程，实际上system()函数执行了三步操作：

1.fork一个子进程；

2.在子进程中调用exec函数去执行command；

3.在父进程中调用wait去等待子进程结束。

对于fork失败，system()函数返回-1。

如果exec执行成功，也即command顺利执行完毕，则返回command通过exit或return返回的值。

（注意，command顺利执行不代表执行成功，比如command："rm debuglog.txt"，不管文件存不存在该command都顺利执行了）

如果exec执行失败，也即command没有顺利执行，比如被信号中断，或者command命令根本不存在，system()函数返回127.

如果command为NULL，则system()函数返回非0值，一般为1.

**看一下system()函数的源码**

看完这些，我想肯定有人对system()函数返回值还是不清楚，看源码最清楚，下面给出一个system()函数的实现：

[view source][]

[print][] [?][Link 1]

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>01</code></td> 
   <td><code>int</code> <code> system</code><code>(</code><code>const</code><code>char</code> <code>* cmdstring)</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>04</code></td> 
   <td><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; </code><code>int</code><code>status;</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>06</code></td> 
   <td><code>if</code><code>(cmdstring == NULL)</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>08</code></td> 
   <td><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; </code><code>return</code><code>(1); </code><code>//如果cmdstring为空，返回非零值，一般为1</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>13</code></td> 
   <td><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; </code><code>status = -1;</code><code>//fork失败，返回-1</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>17</code></td> 
   <td><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; </code><code>execl(</code><code>"/bin/sh"</code><code>,</code><code>"sh"</code><code>, </code><code>"-c"</code><code>, cmdstring, (</code><code>char</code><code>*)0);</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>18</code></td> 
   <td><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; </code><code>_exit(127);</code><code>// exec执行失败返回127，注意exec只在失败时才返回现在的进程，成功的话现在的进程就不存在啦~~</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>22</code></td> 
   <td><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; </code><code>while</code><code>(waitpid(pid, &amp;status, 0) &lt; 0)</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>24</code></td> 
   <td><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; </code><code>if</code><code>(</code><code>errno</code><code>!= EINTR)</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>26</code></td> 
   <td><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; </code><code>status = -1;</code><code>//如果waitpid被信号中断，则返回-1</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>27</code></td> 
   <td><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; </code><code>break</code><code>;</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>32</code></td> 
   <td><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; </code><code>return</code><code>status; </code><code>//如果waitpid成功，则返回子进程的返回状态</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

仔细看完这个system()函数的简单实现，那么该函数的返回值就清晰了吧，那么什么时候system()函数返回0呢？只在command命令返回0时。

**看一下该怎么监控system()函数执行状态**

这里给我出的做法：

[view source][]

[print][] [?][Link 1]

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>01</code></td> 
   <td><code>int</code> <code> status;</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>02</code></td> 
   <td><code>if</code><code>(NULL == cmdstring)</code><code>//如果cmdstring为空趁早闪退吧，尽管system()函数也能处理空指针</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>04</code></td> 
   <td><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; </code><code>return</code><code>XXX;</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>06</code></td> 
   <td><code>status = </code><code>system</code><code>(cmdstring);</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>07</code></td> 
   <td><code>if</code><code>(status &lt; 0)</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>09</code></td> 
   <td><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; </code><code>printf</code><code>(</code><code>"cmd: %s\t error: %s"</code><code>, cmdstring,</code><code>strerror</code><code>(</code><code>errno</code><code>));</code><code>// 这里务必要把errno信息输出或记入Log</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>10</code></td> 
   <td><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; </code><code>return</code><code>XXX;</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>13</code></td> 
   <td><code>if</code><code>(WIFEXITED(status))</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>15</code></td> 
   <td><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; </code><code>printf</code><code>(</code><code>"normal termination, exit status = %d\n"</code><code>, WEXITSTATUS(status));</code><code>//取得cmdstring执行结果</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>17</code></td> 
   <td><code>else</code> <code> if</code><code>(WIFSIGNALED(status))</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>19</code></td> 
   <td><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; </code><code>printf</code><code>(</code><code>"abnormal termination,signal number =%d\n"</code><code>, WTERMSIG(status));</code><code>//如果cmdstring被信号中断，取得信号值</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>21</code></td> 
   <td><code>else</code> <code> if</code><code>(WIFSTOPPED(status))</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>23</code></td> 
   <td><code>&nbsp;&nbsp;&nbsp; </code><code>printf</code><code>(</code><code>"process stopped, signal number =%d\n"</code><code>, WSTOPSIG(status));</code><code>//如果cmdstring被信号暂停执行，取得信号值</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

到于取得子进程返回值的相关介绍可以参考另一篇文章：[http://my.oschina.net/renhc/blog/35116][http_my.oschina.net_renhc_blog_35116]

system()函数用起来很容易出错，返回值太多，而且返回值很容易跟command的返回值混淆。这里推荐使用popen()函数替代，关于popen()函数的简单使用也可以通过上面的链接查看。

popen()函数较于system()函数的优势在于使用简单，popen()函数只返回两个值：  
成功返回子进程的status，使用WIFEXITED相关宏就可以取得command的返回结果；  
失败返回-1，我们可以使用perro()函数或strerror()函数得到有用的错误信息。

这篇文章只涉及了system()函数的简单使用，还没有谈及SIGCHLD、SIGINT和SIGQUIT对system()函数的影响，事实上，之所以今天写这篇文章，是因为项目中因有人使用了system()函数而造成了很严重的事故。现像是system()函数执行时会产生一个错误：“No child processes”。

关于这个错误的分析，将会专门写一篇文章分析。

2012-04-14 任洪彩 qdurenhongcai@163.com

转载请注明出处。

\#include<iostream> //标准输入输出流，不同于stdio.h和cstdio  
\#include<unistd.h> //unix标准头文件，win环境下没有  
\#include<cstring> //c字符  
\#include<string> //c++字符，不同于cstring和string.h两个头文件  
\#include<cstdlib> //c语言的stdlib.h，这个里面使用了其中的system  
  
typedef char\* charPtr; //定义一个字符指针，以定义动态数组  
using namespace std; //标准命名空间  
  
int main( int argc, char\* argv\[\] )  
\{  
string a; //定义c++字符串a  
a = " /home/fruit/bin/dx 哈哈，我终于成功啦！！！"; //给a赋值，也就是我想要执行的命令。这个命令在我系统的实际意思是执行的写的飞信伪脚本（用perl写的），然后发送“哈哈，我终于成功啦！！！”这句话给我自己。  
int n; //定义变量n，目的是取a字符串长度  
n = a.length(); //n取值  
charPtr b; //定义字符指针b  
b = new char\[n+1\]; //为b分配内存空间，为a的长度加一，因为c字符要以\\0结尾  
a.data(); //将a以c字符返回  
a.c\_str(); //将a加上\\0  
a.copy(b , n, 0); //将a复制给b，其中b是指针类型，n是复制长度，0是index位置  
cout << " a " << a << endl //以下三行很简单，就是输出一些东西，让我自己了解程序运行情况，可以删除的  
<< " b " << b << endl  
<< " n " << n << endl;  
system ( b ) ; //前面所有为它服务，用system调用  
\}  
我的初衷是想要将一个string的字符串作为一个新的进程执行。由于system只能支持char字符，所以需要将c++的string字符串转换为c的char字符组。  
然后实际上我们可以不使用system()函数，可以直接调用exec函数族。  
exec函数族中是有execve是系统调用，其余的均是以execve为基础的函数调用。  
对于exec函数族是包含在unistd.h头文件中的。具体的exec函数族我就不在这里详述了，下次有机会有时间在讲一讲。

**system是用shell来调用程序  
而exec是直接让你的程序代替用来的程序运行  
  
看一下，下面的例子，因为这里是perl组所以就用perl来具例子，实际情况下，在C中也差不多..  
  
\---------------------------------  
\#!/usr/bin/perl  
\#example1.pl  
system("you\_program");  
print "You can see me! ";  
\---------------------------------  
  
\---------------------------------  
\#!/usr/bin/perl  
\#example2.pl  
exec("you\_program");  
print "You can't see me! ";  
\---------------------------------  
  
在example1.pl中，在你的程序执行完毕以后，会执行print语句。  
在example2.pl中，由于exec将程序your\_program代替了本身，  
因此程序不再会执行print语句。  
  
在Linux下，exec通常会和fork语句一起用。  
  
看下面的这个例子  
\--------------------------------------------  
\#!/usr/bin/perl  
\#example for fork() and exec()  
$pid = fork();  
if ($pid < 0) \{  
\#fork函数出错  
print "ERROR ";  
exit(-1);  
\} else if ($pid == 0) \{  
\#这里是子进程  
print "I'm son! ";  
\#执行其它的程序  
exec("your\_program");  
\} else \{  
\#这里是父进程  
print "i'm father! ";  
\#等待子进程结束后返回  
wait();  
exit(0);  
\}**

**转自**

**[http://www.unixresources.net/linux/clf/perl/archive/00/00/13/44/134432.html][http_www.unixresources.net_linux_clf_perl_archive_00_00_13_44_134432.html]**

[view source]: http://my.oschina.net/renhc/blog/53580#viewSource
[print]: http://my.oschina.net/renhc/blog/53580#printSource
[Link 1]: http://my.oschina.net/renhc/blog/53580#about
[http_my.oschina.net_renhc_blog_35116]: http://my.oschina.net/renhc/blog/35116
[http_www.unixresources.net_linux_clf_perl_archive_00_00_13_44_134432.html]: http://www.unixresources.net/linux/clf/perl/archive/00/00/13/44/134432.html