linux环境高级编程之fork、getpid、getppid函数

最新推荐文章于 2024-03-17 19:42:44 发布

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本文详细讲解了fork函数在Linux下的工作原理及应用实践，通过具体示例解释了如何利用fork函数创建子进程，并探讨了子进程与父进程的关系及其生命周期中的特殊情况。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

前段时间学习了fork函数创建进程，在fork创建后用execl函数来执行linux下的命令。

fork函数（）

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。

用man fork 在linux下查看fork的用法

#include <unistd.h>

       pid_t fork(void);

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；

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。

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.

getpid用来获取当前进程ID

getppid用来获取当前进程的父进程的ID

用法：
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

pid_t getpid(void);
pid_t getppid(void);

我写了一段代码用来加深理解

[fanmaolin@Centeros duojincheng]$ vim testfork.c 

  1 /*********************************************************************************
  2  *      Copyright:  (C) 2017 fanmaolin<fanmaolinn@gmail.com>
  3  *                  All rights reserved.
  4  *
  5  *       Filename:  testfork.c
  6  *    Description:  This file 
  7  *                 
  8  *        Version:  1.0.0(05/09/2017)
  9  *         Author:  fanmaolin <fanmaolinn@gmail.com>
 10  *      ChangeLog:  1, Release initial version on "05/09/2017 07:28:18 PM"
 11  *                 
 testfork.c                                                                                                                         
 12  ********************************************************************************/
 13 
 14 #include <sys/types.h>
 15 #include <unistd.h>
 16 #include <stdio.h>
 17 int main ()
 18 {
 19     pid_t fpid=fork(); //fpid表示fork函数返回的值  
 20      int count=0;
 21 
 22     if (fpid < 0)
 23         printf("error in fork!");
 24     else if (fpid == 0)
 25     {
 26         printf("我是子进程\n");
 27         printf("i am the child process, my process id is %d\n",getpid());
 28         printf("My Parents's process id is %d\n",getppid());
 29         count++;
 30     }
 31     else
 32     {
 33         printf("我是父进程\n");
 34         printf("i am the parent process, my process id is %d\n",getpid());
 35         count++;
 36        sleep(1);//因为不确定父子进程谁会先执行，加个延时保证父进程先执行
 37     }
 38     printf("统计结果是: %d\n",count);
 39     return 0;
 40 }

执行结果

可以看到父进程ID为65869

子进程ID为65870

从子进程用getppid()获取父进程ID为65869

返回两次统计结果：1

父子进程间不确定谁会先执行。

问题总结：

关于为什么这里会返回两次1呢？

当父进程在执行的过程中，执行到sleep(1)时CPU分配给父进程的时间片到了，这时会执行子进程，执行完子进程后再来执行父进程，所以两个1是并列打印的，下面我们来看一下去掉sleep(1)的执行结果。

36 #ifdef SLEEP
 37        sleep(1);
 38 #endif

在这里有个技巧，因为有时我会用到sleep(1)有时又不会用到，加一个宏定义，如果我想用sleep时，

[fanmaolin@Centeros duojincheng]$ gcc testfork.c -o DSLEEP

[fanmaolin@Centeros duojincheng]$ ./a.out
我是父进程
i am the parent process, my process id is 66512
我是子进程
i am the child process, my process id is 66513
My Parents's process id is 66512
统计结果是: 1
统计结果是: 1

如果我不想用sleep时

[fanmaolin@Centeros duojincheng]$ gcc testfork.c
[fanmaolin@Centeros duojincheng]$ ./a.out
我是父进程
i am the parent process, my process id is 66527
统计结果是: 1
[fanmaolin@Centeros duojincheng]$ 我是子进程
i am the child process, my process id is 66528
My Parents's process id is 1
统计结果是: 1

看深红色字体，没有用sleep时的执行结果，会发现My Parents's process id is 1

子进程的父进程ID变成了“1”，这是为什么呢？

我们来看一下，哪一个进程的ID是1

[fanmaolin@Centeros duojincheng]$ ps aux
USER        PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root          1  0.0  0.1  19364  1264 ?        Ss   May08   0:03 /sbin/init

init进程的ID是1，原来我们不用sleep时，CPU如果先执行了父进程，父进程很快执行完了，子进程执行的时候没有了父进程，变成了孤儿进程，这个时候就被init进程收养了，所以子进程的父进程就变成了init进程。

在使用子进程的时候还要注意避免出现“僵尸进程”，所以要在父进程里给子进程“收尸”wait.

在分析类似问题时，一定要考虑到CPU时切片运行的，它留给每个程序的时间是有限的，差不多是ms级。

参考：

http://blog.youkuaiyun.com/jason314/article/details/5640969 fork

http://www.cnblogs.com/wannable/p/6021617.html 孤儿进程、僵尸进程、守护进程