linux 下的多线程编程(fork && exec系列)

fork

# 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（childprocess）。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。

fork之后是父进程先执行还是子进程先执行，这是取决于cpu调用算法的，就是说他们谁先执行都有可能。

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exec系列

说是exec系统调用，实际上在Linux中，并不存在一个exec()的函数形式，exec指的是一组函数，一共有6个，分别是：

#include <unistd.h> int execl(const char *path, const char *arg, ...); int execlp(const char *file, const char *arg, ...); int execle(const char *path, const char *arg, ..., char *const envp[]); int execv(const char *path, char *const argv[]); int execvp(const char *file, char *const argv[]); int execve(const char *path, char *const argv[], char *const envp[]);

其中只有execve是真正意义上的系统调用，其它都是在此基础上经过包装的库函数。

exec函数族的作用是根据指定的文件名找到可执行文件，并用它来取代调用进程的内容，换句话说，就是在调用进程内部执行一个可执行文件。这里的可执行文件既可以是二进制文件，也可以是任何Linux下可执行的脚本文件。

与 一般情况不同，exec函数族的函数执行成功后不会返回，因为调用进程的实体，包括代码段，数据段和堆栈等都已经被新的内容取代，只留下进程ID等一些表 面上的信息仍保持原样，颇有些神似"三十六计"中的"金蝉脱壳"。看上去还是旧的躯壳，却已经注入了新的灵魂。只有调用失败了，它们才会返回一个-1，从 原程序的调用点接着往下执行。

现在我们应该明白了，Linux下是如何执行新程序的，每当有进程认为自己不能为系统 和拥护做出任何贡献了，他就可以发挥最后一点余热，调用任何一个exec，让自己以新的面貌重生；或者，更普遍的情况是，如果一个进程想执行另一个程序， 它就可以fork出一个新进程，然后调用任何一个exec，这样看起来就好像通过执行应用程序而产生了一个新进程一样。

事 实上第二种情况被应用得如此普遍，以至于Linux专门为其作了优化，我们已经知道，fork会将调用进程的所有内容原封不动的拷贝到新产生的子进程中 去，这些拷贝的动作很消耗时间，而如果fork完之后我们马上就调用exec，这些辛辛苦苦拷贝来的东西又会被立刻抹掉，这看起来非常不划算，于是人们设 计了一种"写时拷贝（copy-on-write）"技术，使得fork结束后并不立刻复制父进程的内容，而是到了真正实用的时候才复制，这样如果下一条 语句是exec，它就不会白白作无用功了，也就提高了效率。

此段来自： http://hi.baidu.com/%CF%E6%CB%AE%C0%CB%D7%D3/blog/item/946bb8c8a84e82027e3e6f1a.html

====================下面是看到的很形象的一个比喻==========来自：点我查看原文^_^============================

出自：http://blog.youkuaiyun.com/kaiwii/article/details/7254135

对于进程的一生可以用一些形象的比喻作一个小小的总结：

随着一句fork，一个新进程呱呱落地，但它这时只是老进程的一个克隆。

然后随着exec，新进程脱胎换骨，离家独立，开始了为人民服务的职业生涯。

人有生老病死，进程也一样，它可以是自然死亡，即运行到main函数的最后一个”}”，从容地离我们而去；也可以是自杀，自杀有2种方式，一种是调用 exit函数，一种是在main函数内使用return，无论哪一种方式，它都可以留下遗书，放在返回值里保留下来；它还甚至能可被谋杀，被其它进程通过另外一些方式结束他的生命。

进程死掉以后，会留下一具僵尸，wait和waitpid充当了殓尸工，把僵尸推去火化，使其最终归于无形。

在linux中wait系统调用一文中介绍了其中的一个殓尸工wait， 下面介绍另一个waitpid，这个貌似复杂些。