面试题：C++ 利用 posix_spawn 函数创建新进程及处理复杂参数

Question

在 C++ 中，使用 posix_spawn 函数创建一个新进程，该新进程执行一个外部程序（假设为 /usr/bin/ls），并传递一些参数（例如 -l -a）。请详细说明 posix_spawn 函数各个参数的作用，并给出完整的代码实现，同时处理可能出现的错误。

Answer 1

posix_spawn 函数参数作用

int posix_spawn(pid_t *restrict pid, const char *restrict path, const posix_spawn_file_actions_t *restrict file_actions, const posix_spawnattr_t *restrict attrp, char *const argv[restrict], char *const envp[restrict]);

1. pid：指向 pid_t 类型的指针，用于返回新创建进程的进程 ID。
2. path：指向要执行的程序路径的字符串指针，这里为 /usr/bin/ls。
3. file_actions：指向 posix_spawn_file_actions_t 类型的指针，用于指定在新进程创建前后对文件描述符进行的操作。可以为 NULL，表示不进行特殊操作。
4. attrp：指向 posix_spawnattr_t 类型的指针，用于指定新进程的属性。可以为 NULL，表示使用默认属性。
5. argv：一个以 NULL 结尾的字符串数组，用于传递给新进程的参数列表。第一个元素通常是程序名本身，后续元素为实际参数，如 {"ls", "-l", "-a", NULL}。
6. envp：一个以 NULL 结尾的字符串数组，用于传递给新进程的环境变量。可以为 NULL，表示使用父进程的环境变量。

代码实现

#include <iostream>
#include <spawn.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <cstdlib>

int main() {
    pid_t pid;
    char *argv[] = {"ls", "-l", "-a", NULL};
    char *envp[] = {NULL};

    int status = posix_spawn(&pid, "/usr/bin/ls", NULL, NULL, argv, envp);
    if (status != 0) {
        std::cerr << "posix_spawn error: " << status << std::endl;
        return EXIT_FAILURE;
    }

    int child_status;
    waitpid(pid, &child_status, 0);
    if (WIFEXITED(child_status)) {
        std::cout << "Child exited with status: " << WEXITSTATUS(child_status) << std::endl;
    } else if (WIFSIGNALED(child_status)) {
        std::cout << "Child terminated by signal: " << WTERMSIG(child_status) << std::endl;
    }

    return EXIT_SUCCESS;
}

错误处理

1. posix_spawn 调用失败：posix_spawn 函数返回非零值表示失败，通过 std::cerr 输出错误状态码。
2. 等待子进程结束：使用 waitpid 等待子进程结束，并通过 WIFEXITED 和 WIFSIGNALED 宏检查子进程的退出状态，输出相应信息。