fork函数及创建后台进程详解

fork函数及创建后台进程详解

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fork函数

一个进程可以调用fork函数创建一个新进程，该函数原型如下：
#include <unistd.h>
pid_t fork(void)
fork函数被调用之后，会返回两次，一次是子进程的，返回值为0，一次是父进程，返回值为子进程的进程ID。因为一个进程可能有多个子进程，所以我们在fork返回后，需要人为地将子进程ID管理起来，没有一个函数可以获取到一个父进程的所有子进程ID，但由于一个进程只会有一个父进程，所以子进程可以调用getppid来获取父进程的ID。父子进程的执行顺序并不一定，取决于每个操作系统的调度算法。

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一、fork之后父子进程之间文件共享

## fork文件共享及可能导致的文件写入混乱场景 调用fork之后，子进程是父进程的副本，获取到父进程数据空间，堆和栈的副本，父子进程并不共享这些存储空间，但共享正文段。 需要注意的是fork有一个特性，会将所有打开文件的描述符复制到子进程中，类似于执行了dup函数，父子进程每个相同的打开描述符共享一个文件表项。下图展示了这种关系（图片摘自《UNIX环境高级编程第三版》）： 

即共享同一个文件偏移量，这就要求我们在父子进程写同一个文件时，有一定的同步机制。
一般来说，fork之后不做同步机制，对同一个文件进行写操作时，会出现紊乱的情况大致分为以下两种：
1、调用的写函数非原子性的，可能出现父子交叉写入，如父进程写“abcdefg”,子进程写"hijklmn",就有可能出现"abchdefigjklmn"；这就是因为共享文件表项引起的，CPU在轮转父子进程的时候，始终是往当前的文件偏移值写入。
2、调用的写函数是原子的，则最多父子进程轮流写入，写入的数据块不会出现交叉，但多个数据块之间可能出现交叉，如：
父进程两次调用写“abcdefg”, “hijklmn”,子进程两次调用写"12345", “67890”， 则可能出现：
“abcdefg12345hijklmn67890”
值得一提的是，不同进程写同一个文件，由于不共享同一个文件表项，因此各自维护着自己的文件偏移。
除原子函数外，我们通常还会使用锁来保证读写文件时的同步。此处不过多展开。

二、通过fork来创建后台运行的程序（守护进程）