linux fork函数详解2

本文详细介绍了UNIX环境下fork()函数的使用方式、返回值意义及内部工作原理,包括子进程与父进程的区别、存储空间复制机制、返回值解释以及在实际编程中的应用示例。此外,还探讨了fork()函数的特性、错误码以及跨系统移植时的注意事项。

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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


1fork()函数 UNIX

头文件:

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

函数原型:

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。
UNIX将复制 父进程地址空间内容给子进程,因此,子进程有了独立的地址空间。在不同的UNIX (Like)系统下,我们无法确定fork之后是子进程先运行还是父进程先运行,这依赖于系统的实现。所以在移植代码的时候我们不应该对此作出任何的假设。

为什么fork会返回两次?

由于在复制时复制了 父进程堆栈段,所以两个进程都停留在fork函数中,等待返回。因此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,数据、 堆栈有两份,代码仍然为一份但是这个 代码段成为两个进程的共享代码段都从fork函数中返回,箭头表示各自的执行处。当父子进程有一个想要修改数据或者堆栈时,两个进程真正分裂。
示例代码:
# include< sys/types.h> //对于此程序而言此头文件用不到
# include< unistd.h>
# include< stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main( int argc, char ** argv )
{
pid_t pid = fork();
if (pid < 0)
{
fprintf(stderr, "error!");
}
else if( 0 == pid )
{
printf("This is the child process!");
_exit(0);
}
else
{
printf("This is the parent process! child process id = %d", pid);
}
//可能需要时候wait或waitpid函数等待子进程的结束并获取结束状态
exit(0);
}
注意!样例代码仅供参考,样例代码存在着父进程在子进程结束前结束的可能性。必要的时候可以使用wait或 waitpid函数让父进程等待子进程的结束并获取子进程的返回状态。
fork()在Linux系统中的返回值是没有NULL的.
Error Codes
出错返回 错误信息如下:
EAGAIN
达到进程数上限.
ENOMEM
没有足够空间给一个新进程分配.
fork函数的特点概括起来就是“调用一次,返回两次”,在 父进程中调用一次,在父进程和子进程中各返回一次。
fork的另一个特性是所有由 父进程打开的描述符都被复制到子进程中。父、子进程中相同编号的 文件描述符内核中指向同一个file 结构体,也就是说,file结构体的 引用计数要增加。

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