fork（1）

 

1. #include <unistd.h>
   　　#include<sys/types.h>
   　　函数定义：
   　　pid_t fork( void );
   　　（pid_t 是一个宏定义，其实质是int 被定义在#include<sys/types.h>中）
   　　返回值： 若成功调用一次则返回两个值，子进程返回0，父进程返回子进程ID；否则，出错返回-1
   　　函数说明：
   　　一个现有进程可以调用fork函数创建一个新进程。由fork创建的新进程被称为子进程（child process）。fork函数被调用一次但返回两次。两次返回的唯一区别是子进程中返回0值而父进程中返回子进程ID。
   　　子进程是父进程的副本，它将获得父进程数据空间、堆、栈等资源的副本。注意，子进程持有的是上述存储空间的“副本”，这意味着父子进程间不共享这些存储空间，它们之间共享的存储空间只有代码段。
   　　为什么fork会返回两次？
   　　由于在复制时复制了父进程的堆栈段，所以两个进程都停留在fork函数中，等待返回。因为fork函数会返回两次，一次是在父进程中返回，另一次是在子进程中返回，这两次的返回值是不一样的。过程如下图
   　　
     

   调用fork之后，代码有两份，都从fork函数中返回，箭头表示各自的执行处 #include <unistd.h>;
3. fork之后，操作系统会复制一个与父进程完全相同的子进程，虽说是父子关系，但是在操作系统看来，他们更像兄弟关系，这2个进程共享代码空间，但是数据空间是互相独立的，子进程数据空间中的内容是父进程的完整拷贝，指令指针也完全相同，但只有一点不同，如果fork成功，子进程中fork的返回值是0，父进程中fork的返回值是子进程的进程号，如果fork不成功，父进程会返回错误。
   可以这样想象，2个进程一直同时运行，而且步调一致，在fork之后，他们分别作不同的工作，也就是分岔了。这也是fork为什么叫fork的原因。

             fork()调用之后将会复制一个与当前进程几乎完全相同（除了fork的返回值不同）的新进程，这两个进程各有各的空间，各有各的局部变量，而且两个进程的局部变量的值在fork这个点处具有相等的值，只有fork返回的值不同，在该例子中，就是局部变量pid的值不同，新进程的pid变量为0，原来进程的pid为新进程的进程ID值。这样，两个并行的进程运行，才会出现你看到的结果。

1. #include<unistd.h>
   #include<stdio.h>
   int main()
   {
           pid_t newpid;
           char *arg[3];
           printf("thr process of calliing the fork is %d",getpid());
           newpid = fork();
           if(newpid == 0)
           {
                   printf("This is child process %d\n",getpid());
                   arg[0] = "ls";
                   arg[1] = "-l";
                   arg[2] = 0;
                  // execv("/bin/ls",arg);  //如果不注释,子程序继承的最后一句printf("**********jiushu*************");就会打印一次 这是execv（）的作用，和加不加“\n”“无关，（e x e c只是用另一个新程序替换了当前进程的正文、数据、堆和栈段）
   
           }
           else
           {
                   printf(" this is parent process!\n");
           }
           printf("**********jiushu*************");
           return 0;
   }
   ~   输出结果是：

 thr process of calliing the fork is 17442This is child process 17443
**********jiushu*************

thr process of calliing the fork is 17442 this is parent process!
**********jiushu*************

解决：

printf("AAAAAAAA");//print 一次；   这里会print 2次
如果你将 printf("AAAAAA") 换成 printf("AAAAAA\n")   那么就是只打印一次了.
主要的区别是因为有了一个 \n  回车符号
这就跟Printf的缓冲机制有关了,printf某些内容时,操作系统仅仅是把该内容放到了stdout的缓冲队列里了,并没有实际的写到屏幕上
但是,只要看到有 \n 则会立即刷新stdout,因此就马上能够打印了.
运行了printf("AAAAAA") 后, AAAAAA 仅仅被放到了缓冲里,再运行到fork时,缓冲里面的 AAAAAA 被子进程继承了
因此在子进程度stdout缓冲里面就也有了 AAAAAA.
所以,你最终看到的会是 AAAAAA 被printf了2次!!!!
而运行 printf("AAAAAA\n")后, AAAAAA 被立即打印到了屏幕上,之后fork到的子进程里的stdout缓冲里不会有 AAAAAA 内容
因此你看到的结果会是 AAAAAA 被printf了1次!!!!

1. #include <sys/types.h>;
   
2. 
   
3. main ()
   
4. {
   
5.         pid_t pid;
   
6.         pid=fork();
   
7. 
   
8.         if (pid < 0)
   
9.                 printf("error in fork!");
   
10.         else if (pid == 0)
    
11.                 printf("i am the child process, my process id is %d\n",getpid());
    
12.         else
    
13.                 printf("i am the parent process, my process id is %d\n",getpid());
    
14. }

复制代码

结果是
[root@localhost c]# ./a.out
i am the child process, my process id is 4286
i am the parent process, my process id is 4285


我就想不到为什么两行都打印出来了，在我想来，不管pid是多少，都应该只有一行才对

 

答案：if 和 else 还是选择分支。

主要的原因是， fork() 函数调用一次，返回两次。两次返回的区别是：子进程的返回值是0，父进程返回值为新子进程的进程ID。fork后，父子进程共用程序段.

 

 

要搞清楚fork的执行过程，就必须先讲清楚操作系统中的“进程(process)”概念。一个进程，主要包含三个元素：

o. 一个可以执行的程序；
o. 和该进程相关联的全部数据（包括变量，内存空间，缓冲区等等）；
o. 程序的执行上下文（execution context）。

不妨简单理解为，一个进程表示的，就是一个可执行程序的一次执行过程中的一个状态。操作系统对进程的管理，典型的情况，是通过进程表完成的。进程表中的每一个表项，记录的是当前操作系统中一个进程的情况。对于单 CPU的情况而言，每一特定时刻只有一个进程占用 CPU，但是系统中可能同时存在多个活动的（等待执行或继续执行的）进程。

一个称为“程序计数器（program counter, pc）”的寄存器，指出当前占用 CPU的进程要执行的下一条指令的位置。

当分给某个进程的 CPU时间已经用完，操作系统将该进程相关的寄存器的值，保存到该进程在进程表中对应的表项里面；把将要接替这个进程占用 CPU的那个进程的上下文，从进程表中读出，并更新相应的寄存器（这个过程称为“上下文交换(process context switch)”，实际的上下文交换需要涉及到更多的数据，那和fork无关，不再多说，主要要记住程序寄存器pc指出程序当前已经执行到哪里，是进程上下文的重要内容，换出 CPU的进程要保存这个寄存器的值，换入CPU的进程，也要根据进程表中保存的本进程执行上下文信息，更新这个寄存器）。

好了，有这些概念打底，可以说fork了。当你的程序执行到下面的语句：
pid=fork();
操作系统创建一个新的进程（子进程），并且在进程表中相应为它建立一个新的表项。新进程和原有进程的可执行程序是同一个程序；上下文和数据，绝大部分就是原进程（父进程）的拷贝，但它们是两个相互独立的进程！此时程序寄存器pc，在父、子进程的上下文中都声称，这个进程目前执行到fork调用即将返回（此时子进程不占有CPU，子进程的pc不是真正保存在寄存器中，而是作为进程上下文保存在进程表中的对应表项内）。问题是怎么返回，在父子进程中就分道扬镳。

父进程继续执行，操作系统对fork的实现，使这个调用在父进程中返回刚刚创建的子进程的pid（一个正整数），所以下面的if语句中pid<0, pid==0的两个分支都不会执行。所以输出i am the parent process...

子进程在之后的某个时候得到调度，它的上下文被换入，占据 CPU，操作系统对fork的实现，使得子进程中fork调用返回0。所以在这个进程（注意这不是父进程了哦，虽然是同一个程序，但是这是同一个程序的另外一次执行，在操作系统中这次执行是由另外一个进程表示的，从执行的角度说和父进程相互独立）中pid=0。这个进程继续执行的过程中，if语句中pid<0不满足，但是pid==0是true。所以输出i am the child process...

我想你比较困惑的就是，为什么看上去程序中互斥的两个分支都被执行了。在一个程序的一次执行中，这当然是不可能的；但是你看到的两行输出是来自两个进程，这两个进程来自同一个程序的两次执行。