• Linux中fork()函数详解


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    1.对fork函数的认识: 一个进程,包括代码、数据和分配给进程的资源。fork()函数通过系统调用创建一个与原来进程几乎完全相同的进程,

    也就是两个进程可以做完全相同的事,但如果初始参数或者传入的变量不同,两个进程也可以做不同的事。

    一个进程调用fork()函数后,系统先给新的进程分配资源,例如存储数据和代码的空间。然后把原来的进程的所有值都

    复制到新的新进程中,只有少数值与原来的进程的值不同。相当于克隆了一个自己。

    需要注意的一点:就是调用fork函数之后,一定是两个进程同时执行的代码段是fork函数之后的代码,而之前的代码以及由父进程执行完毕。

    我们来看一个例子:

    /*
     *  fork_test.c
     *  version 1
     *  Created on: 2010-5-29
     *      Author: wangth
     */
    #include <unistd.h>
    #include <stdio.h> 
    int main () 
    { 
        pid_t fpid; //fpid表示fork函数返回的值
        int count=0;
        fpid=fork(); 
        if (fpid < 0) 
            printf("error in fork!"); 
        else if (fpid == 0) {
            printf("i am the child process, my process id is %d/n",getpid()); 
            printf("我是爹的儿子/n");//对某些人来说中文看着更直白。
            count++;
        }
        else {
            printf("i am the parent process, my process id is %d/n",getpid()); 
            printf("我是孩子他爹/n");
            count++;
        }
        printf("统计结果是: %d/n",count);
        return 0;
    }

    运行结果是:

        i am the child process, my process id is 5574
        我是爹的儿子
        统计结果是: 1
        i am the parent process, my process id is 5573
        我是孩子他爹
        统计结果是: 1
       

    在语句fpid=fork()之前,只有一个进程在执行这段代码,但在这条语句之后,就变成两个进程在执行了,这两个进程的几乎完全相同,将要执行的下一条语句都是if(fpid<0)……
       

    为什么两个进程的fpid不同呢,这与fork函数的特性有关。fork调用的一个奇妙之处就是它仅仅被调用一次,却能够返回两次,它可能有三种不同的返回值:
        1)在父进程中,fork返回新创建子进程的进程ID;
        2)在子进程中,fork返回0;
        3)如果出现错误,fork返回一个负值;

      在fork函数执行完毕后,如果创建新进程成功,则出现两个进程,一个是子进程,一个是父进程。在子进程中,fork函数返回0,在父进程中,fork返回新创建子进程的进程ID。我们可以通过fork返回的值来判断当前进程是子进程还是父进程。

        引用一位网友的话来解释fpid的值为什么在父子进程中不同。“其实就相当于链表,进程形成了链表,父进程的fpid(p 意味point)指向子进程的进程id, 因为子进程没有子进程,所以其fpid为0.
        fork出错可能有两种原因:
        1)当前的进程数已经达到了系统规定的上限,这时errno的值被设置为EAGAIN。
        2)系统内存不足,这时errno的值被设置为ENOMEM。
       

    创建新进程成功后,系统中出现两个基本完全相同的进程,这两个进程执行没有固定的先后顺序,哪个进程先执行要看系统的进程调度策略。每个进程都有一个独特(互不相同)的进程标识符(process ID),可以通过getpid()函数获得,还有一个记录父进程pid的变量,可以通过getppid()函数获得变量的值。

    fork执行完毕后,出现两个进程,

       

      有人说两个进程的内容完全一样啊,怎么打印的结果不一样啊,那是因为判断条件的原因,上面列举的只是进程的代码和指令,还有变量啊。执行完fork后,进程1的变量为count=0,fpid!=0(父进程)。进程2的变量为count=0,fpid=0(子进程),这两个进程的变量都是独立的,存在不同的地址中,不是共用的,这点要注意。可以说,我们就是通过fpid来识别和操作父子进程的。

      还有人可能疑惑为什么不是从#include处开始复制代码的,这是因为fork是把进程当前的情况拷贝一份,执行fork时,进程已经执行完了int count=0;fork只拷贝下一个要执行的代码到新的进程。


    附上3个练习题来透彻理解下:

    1.

    for(int i=0;i<2;++i)
    {
          fork();
          printf("hello
    ");        
    }
    //打印多少次hello

    在CSAPP中有个很方便的方法来分析,图示如下:

    2.

    int main()
    {
        fork()||fork();
    }
    //一共新创建几个进程

     2个。

    3.

    #include <unistd.h>
    #include <stdio.h>
     
    int main()
    {
            fork();/*****/
     
            fork() && fork() || fork();/*****/
     
            fork();/*****/
     
            sleep(100);
     
            return 0;
    }

    问题是不算main这个进程自身,程序到底创建了多少个进程?

    这是EMC的一道笔试题,感觉挺有意思的,这道题主要考了两个知识点:一是逻辑运算符运行的特点;二是对fork的理解

    如果有一个这样的表达式:cond1 && cond2 || cond3 这句代码会怎样执行呢?
    1、cond1为假,那就不判断cond2了,接着判断cond3
    2、cond1为真,这又要分为两种情况:
      a、cond2为真,这就不需要判断cond3了
      b、cond2为假,那还得判断cond3

    fork调用的一个奇妙之处在于它仅仅被调用一次,却能够返回两次,它可能有三种不同的返回值:
    1、在父进程中,fork返回新创建子进程的进程ID;
    2、在子进程中,fork返回0;
    3、如果出现错误,fork返回一个负值(题干中说明了不用考虑这种情况)

    在fork函数执行完毕后,如果创建新进程成功,则出现两个进程,一个是子进程,一个是父进程。在子进程中,fork函数返回0,在父进程中,fork返回新创建子进程的进程ID。我们可以通过fork返回的值来判断当前进程是子进程还是父进程。


    有了上面的知识之后,下面我们来分析fork()&&fork()||fork()会创建几个新进程

    很明显fork() && fork() || fork()创建了4个新进程

    总结:

    第一注释行的fork生成1个新进程
    第二注释行的三个fork生成4+4=8个新进程
    第三注释行的fork会生成10个新进程(这是因为前面总共有10个进程,而这10个进程每一个都会顺序执行最后的这个fork函数,所以最后10个进程调用了10次fork生成10个新进程)

    所以一共会生成1+8+10=19个新进程

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/fightformylife/p/4086856.html
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