linux中fork浅解

最新推荐文章于 2024-11-11 23:48:50 发布

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本文详细解析了Linux环境中fork()函数的定义、返回值及其执行过程，通过实例展示了fork()函数在父进程和子进程中的不同行为，以及如何通过fork()函数创建并区分父子进程。

关于linux中fork()函数的一点见解

1、定义：

fork函数是创建子进程。

2、fork返回值：pid = fork();//18945

如果函数成功创建子进程，在父进程中会返回子进程的PID，并在子进程中返回一个0

1)、在父进程中,返回子进程的进程号，即pid=18945。

2)、在子进程中返回0，子进程运行时pid=0。

pid_t pid;

pid=fork();

printf("current pid=%d.\n",pid);

if(pid<0)

{

printf("error,pid=%d",pid);

}else if(pid==0)

{

printf("process in child,pid=%d\t,self'sid=%d\t,father'sid=%d\n",pid,getpid(),getppid());

}else

{

printf("process in father,pid=%d\t,self'sid=%d\t,father'sid=%d\n",pid,getpid(),getppid());

}

结果如1.png所示

3、fork执行过程

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（executioncontext）。
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）。

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。

注：fork的出现将程序分成两部分

如3.png所示

如上例子的执行过程：

Step1、父进程(设为P0)正在执行，此时创建一个子进程，父进程中pid=19749

Step2、仍然执行父进程，最后一个else部分，输出process in father,pid=19749,self'sid=19748 ,father'sid=17262

Step3、父进程结束后，运行子(设为P1)进程，即if(pid==0)部分，此时输出process in child,pid=0,self'sid=19749,father'sid=19748，

如图所示

2.png所示

又例如：

Pid_t pid1;

Pid_t pid2;