如何 fork n 个进程(n > 2)

讲到fork, 一个经典的例子如下:

if ((pid = fork()) == 0) {

    printf("in child %d\n", getpid());

} else if (pid > 0) {

    printf("in parent\n");

} else {

    perror("fork");

    exit(0);

}

现在, 我要创建5个进程, 每个进程都打印出自己的pid,  写下如下代码:

 

C代码  

1. #include <stdio.h>  
2. #include <stdlib.h>  
3.   
4. #define N_PROCESS 5  
5.   
6. int main()  
7. {  
8.     pid_t pid[N_PROCESS];  
9.     int i;   
10.   
11.     /* create child process */  
12.     for (i = 0; i < N_PROCESS; i++) {  
13.         if ((pid[i] = fork()) == 0) {  
14.             printf("in child %d\n", getpid());  
15.         } else if (pid[i] > 0) {  
16.             printf("in parent\n");  
17.         }  
18.     }  
19.   
20.     return 0;  
21. }  

 

看似没有问题, 编译运行, 结果令人惊讶:

 

C代码  

1. in parent  
2. in parent  
3. in parent  
4. in parent  
5. in parent  
6. in child 11799  
7. in parent  
8. in parent  
9. in parent  
10. in parent  
11. in child 11799  
12. in parent  
13. in parent  
14. in parent  
15. in child 11807  
16. in parent  
17. in parent  
18. in parent  
19. in child 11803  
20. in parent  
21. in parent  
22. in parent  
23. in parent  
24. in parent  
25. in child 11805  
26. in child 11799  
27. in parent  
28. in child 11804  
29. in parent  
30. in parent  
31. in child 11799  
32. in parent  
33. in parent  
34. in child 11806  
35. in child 11808  
36. in parent  
37. in parent  
38. in parent  
39. in child 11803  
40. in child 11809  
41. in parent  
42. in parent  
43. in child 11802  
44. in parent  
45. in parent  
46. in child 11799  
47. in child 11801  
48. in parent  
49. in parent  
50. in parent  
51. in child 11799  
52. in parent  
53. in child 11804  
54. in parent  
55. in child 11811  
56. in child 11799  
57. in child 11801  
58. in parent  
59. in child 11815  
60. in parent  
61. in parent  
62. in parent  
63. in child 11802  
64. in child 11812  
65. in parent  
66. in child 11799  
67. in child 11801  
68. in child 11813  
69. in parent  
70. in parent  
71. in parent  
72. in child 11800  
73. in parent  
74. in parent  
75. in parent  
76. in child 11799  
77. in parent  
78. in child 11804  
79. in child 11810  
80. in child 11817  
81. in parent  
82. in parent  
83. in child 11802  
84. in child 11812  
85. in child 11819  
86. in child 11799  
87. in child 11801  
88. in parent  
89. in parent  
90. in child 11816  
91. in parent  
92. in parent  
93. in child 11802  
94. in parent  
95. in child 11814  
96. in child 11799  
97. in child 11801  
98. in parent  
99. in child 11815  
100. in child 11818  
101. in parent  
102. in child 11800  
103. in parent  
104. in child 11822  
105. in parent  
106. in parent  
107. in child 11800  
108. in parent  
109. in parent  
110. in child 11824  
111. in child 11799  
112. in child 11801  
113. in child 11813  
114. in parent  
115. in child 11823  
116. in parent  
117. in child 11800  
118. in child 11820  
119. in parent  
120. in parent  
121. in parent  
122. in child 11800  
123. in parent  
124. in child 11822  
125. in child 11825  
126. in child 11799  
127. in child 11801  
128. in child 11813  
129. in child 11821  
130. in parent  
131. in parent  
132. in child 11800  
133. in child 11820  
134. in parent  
135. in child 11828  
136. in child 11799  
137. in child 11801  
138. in child 11813  
139. in child 11821  
140. in child 11826  
141. in parent  
142. in child 11800  
143. in child 11820  
144. in child 11827  
145. in child 11829  

 

数一数, 程序创建了31个子进程! 怪哉, 哪里出问题了呢? 

仔细分析一下, 第一次fork调用时, i = 0, fork完成后, 子进程和父进程拥有相同的存储,

即两者的 i = 0,然后父进程执行parent代码段, 打印 "in parent", 子进程执行child代码

段, 打印自己的pid. 关键是, 到了这里, 子进程没有退出, 处于for循环中, 于是子进程接着

执行 i = 1 时的for循环, 子进程执行fork, 又创建子进程, 这样就产生孙子进程. 按照这种

步骤, 孙子进程又会创建子进程....稍微分析一下, 可以得到递推公式,如果想创建n个子进程,

将执行 2^n - 1次fork调用并产生2^n-1个子进程, 真是子子孙孙无穷尽也...

可见, 问题的关键是, 终止子进程继续执行for循环, 修改代码:

 

C代码  

1. #include <stdio.h>  
2. #include <stdlib.h>  
3.   
4. #define N_PROCESS 5  
5.   
6. int main()  
7. {  
8.     pid_t pid[N_PROCESS];  
9.     int i;   
10.   
11.     /* create child process */  
12.     for (i = 0; i < N_PROCESS; i++) {  
13.         if ((pid[i] = fork()) == 0) {  
14.             printf("in child %d\n", getpid());  
15.             exit(0);     /* 让子进程退出 */  
16.         } else if (pid[i] > 0) {  
17.             printf("in parent\n");  
18.         }  
19.     }  
20.   
21.     return 0;  
22. }  

 

运行结果如下:

 

C代码  

1. in parent  
2. in child 12037  
3. in parent  
4. in parent  
5. in child 12039  
6. in child 12038  
7. in parent  
8. in child 12040  
9. in parent  
10. in child 12041  

 

这次只创建了5个进程, 但parent代码段执行了5次, 不符合我们的要求, 再改:

 

C代码  

1. #include <stdio.h>  
2. #include <stdlib.h>  
3.   
4. #define N_PROCESS 5  
5.   
6. int main()  
7. {  
8.     pid_t pid[N_PROCESS];  
9.     int i;   
10.   
11.     /* create child process */  
12.     for (i = 0; i < N_PROCESS; i++) {  
13.         if ((pid[i] = fork()) == 0) {  
14.             printf("in child %d\n", getpid());  
15.             exit(0);    /* 让子进程退出 */  
16.         }   
17.     }  
18.   
19.     printf("in parent\n");  
20.   
21.     return 0;  
22. }  

 

运行结果如下:

 

C代码  

1. in child 12072  
2. in parent  
3. in child 12074  
4. in child 12075  
5. in child 12073  
6. in child 12076  

 

嘎嘎, 这是我们期望的结果.