linux的fork()函数(linux fork命令)

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　　一、fork一个流程的介绍，包括代码、数据和分配给流程的资源。fork()函数通过系统调用创建一个与原流程几乎相同的流程，

　　也就是说，两个进程可以做完全相同的事情，如果初始参数或传递的变量不同，这两个进程也可以做不同的事情。

　　在一个进程调用fork()函数后，系统为新进程分配资源，比如存储数据和代码的空间。那么原始流程的所有值都是

　　复制到一个新的新流程，只有少数值与原流程的值不同。相当于克隆了一个自我。

　　让我们看一个例子

　　 [CPP]查看纯文本

　　 #包括unistd.h

　　 #包含stdio.h

　　 int main()

　　 {

　　 pid _ t fpid//fpid表示fork函数返回的值。

　　 int count=0；

　　 fpid=fork()；

　　 if(fpid 0)

　　 printf(fork中的错误！

　　 elseif(fpid==0) {

　　 printf(我是子进程，我的进程id是%d/n，getpid())；

　　 Printf(我是爸爸的儿子/n //对某些人来说，中文看起来更直白。

　　数数；

　　 }

　　否则{

　　 printf(我是父进程，我的进程id是%d/n，getpid())；

　　 Printf(我是孩子的父亲/n

　　数数；

　　 }

　　 Printf(统计结果为 %d/n，count)；

　　 return0

　　 }

　　运行结果是

　　 IamCHILDPROCESS，MYPROCESIDIS 5574我是我父亲的儿子，统计结果是1 IamParentProcess，MYPROCESIDIS 573。我是孩子，他爸爸的统计结果是33601。在fpid=fork()语句之前，只有一个进程在执行这段代码，在这条语句之后，就变成了两个进程，而且两个进程几乎完全相同。

　　要执行的下一条语句是if (fpid0).

　　为什么两个进程的fpid不一样？这和fork函数的特性有关。

　　 fork调用的一个奇妙之处在于，它只被调用一次，但可以被返回两次。它可能有三个不同的返回值

　　 1)在父进程中，fork返回新创建的子进程的进程id；

　　 2)在子进程中，fork返回0；

　　 3)如果出错，fork返回负值；

　　 fork函数执行后，如果新流程创建成功，会出现两个流程，一个是子流程，一个是父流程。在子进程中，fork函数返回0；在父进程中，

　　 Fork返回新创建的子进程的进程ID。我们可以通过fork返回的值来判断当前进程是子进程还是父进程。

　　引用一个网友的话来解释为什么fpid的值在亲子过程中是不一样的。“其实就相当于一个链表。进程形成一个链表，父进程的fpid(p表示点)指向子进程的进程id。

　　因为子进程没有子进程，所以它的fpid是0。

　　 fork的错误可能有两个原因

　　 1)当前进程数已达到系统指定的上限，然后将errno的值设置为EAGAIN。

　　 2)系统内存不足，然后将errno的值设置为ENOMEM。

　　新流程创建成功后，系统中会出现两个基本相同的流程。这两个进程没有固定的执行顺序，先执行哪个进程取决于系统的进程调度策略。

　　每个进程都有一个唯一的(不同的)进程标识符(进程ID)，可以通过getpid()函数获得，还有一个记录父进程pid的变量，变量的值可以通过getppid()函数获得。

　　 fork执行后，会出现两个进程，

　　有人说两个流程内容完全一样，打印出来的结果怎么会不一样？那是因为判断条件。上面的列表只是过程的代码和指令，以及变量。

　　 fork执行后，进程1的变量是count=0，fpid！=0(父进程)。进程2的变量是count=0，fpid=0(子进程)。这两个过程的变量是独立的。

　　它存在于不同的地址，不共享，这一点要注意。可以说，我们可以通过fpid来识别和操作父子进程。

　　其他人可能想知道为什么他们不从#include复制代码。这是因为fork复制了进程的当前情况，执行fork时，进程已经执行完int count=0；

　　 Fork只将下一个要执行的代码复制到新进程中。

　　二、叉进阶知识先看一个代码

　　 [CPP]查看纯文本

　　 #包括unistd.h

　　 #包含stdio.h

　　 int main(void)

　　 {

　　 int I=0；

　　 printf(i son/pa ppid pid fpid/n

　　 //ppid是指当前进程的父进程pid。

　　p>//pid指当前进程的pid,

　　//fpid指fork返回给当前进程的值

　　for(i=0;i i++){

　　pid_t fpid=fork();

　　if(fpid==0)

　　printf( %d child %4d %4d %4d/n ,i,getppid(),getpid(),fpid);

　　else

　　printf( %d parent %4d %4d %4d/n ,i,getppid(),getpid(),fpid);

　　}

　　return0;

　　}

　　运行结果是

　　ison/pappidpidfpid0parent2043322432250child3224322501parent2043322432261parent3224322532271child1322701child132260

　　这份代码比较有意思，我们来认真分析一下

　　第一步在父进程中，指令执行到for循环中，i=0，接着执行fork，fork执行完后，系统中出现两个进程，分别是p3224和p3225

　　（后面我都用pxxxx表示进程id为xxxx的进程）。可以看到父进程p3224的父进程是p2043，子进程p3225的父进程正好是p3224。我们用一个链表来表示这个关系

　　p2043- p3224- p3225

　　第一次fork后，p3224（父进程）的变量为i=0，fpid=3225（fork函数在父进程中返向子进程id），代码内容为

　　[c-sharp]view plaincopy

　　for(i=0;i i++){

　　pid_t fpid=fork();//执行完毕，i=0，fpid=3225

　　if(fpid==0)

　　printf( %d child %4d %4d %4d/n ,i,getppid(),getpid(),fpid);

　　else

　　printf( %d parent %4d %4d %4d/n ,i,getppid(),getpid(),fpid);

　　}

　　return0;

　　p3225（子进程）的变量为i=0，fpid=0（fork函数在子进程中返回0），代码内容为

　　[c-sharp]view plaincopy

　　for(i=0;i i++){

　　pid_t fpid=fork();//执行完毕，i=0，fpid=0

　　if(fpid==0)

　　printf( %d child %4d %4d %4d/n ,i,getppid(),getpid(),fpid);

　　else

　　printf( %d parent %4d %4d %4d/n ,i,getppid(),getpid(),fpid);

　　}

　　return0;

　　所以打印出结果

　　0parent2043322432250child322432250

　　第二步假设父进程p3224先执行，当进入下一个循环时，i=1，接着执行fork，系统中又新增一个进程p3226，对于此时的父进程，

　　p2043- p3224（当前进程）- p3226（被创建的子进程）。

　　对于子进程p3225，执行完第一次循环后，i=1，接着执行fork，系统中新增一个进程p3227，对于此进程，p3224- p3225（当前进程）- p3227（被创建的子进程）。

　　从输出可以看到p3225原来是p3224的子进程，现在变成p3227的父进程。父子是相对的，这个大家应该容易理解。只要当前进程执行了fork，该进程就变成了父进程了，就打印出了parent。

　　所以打印出结果是

　　1parent2043322432261parent322432253227

　　第三步第二步创建了两个进程p3226，p3227，这两个进程执行完printf函数后就结束了，因为这两个进程无法进入第三次循环，无法fork，该执行return 0;了，其他进程也是如此。

　　以下是p3226，p3227打印出的结果

　　1child1322701child132260

　　细心的读者可能注意到p3226，p3227的父进程难道不该是p3224和p3225吗，怎么会是1呢？这里得讲到进程的创建和死亡的过程，

　　在p3224和p3225执行完第二个循环后，main函数就该退出了，也即进程该死亡了，因为它已经做完所有事情了。p3224和p3225死亡后，

　　p3226，p3227就没有父进程了，这在操作系统是不被允许的，所以p3226，p3227的父进程就被置为p1了，p1是永远不会死亡的，至于为什么，

　　这里先不介绍，留到“三、fork高阶知识”讲。

　　一下，这个程序执行的流程如下

　　这个程序最终产生了3个子进程，执行过6次printf（）函数。

　　我们再来看一份代码

　　[cpp]view plaincopy

　　#include unistd.h

　　#include stdio.h

　　int main(void)

　　{

　　int i=0;

　　for(i=0;i i++){

　　pid_t fpid=fork();

　　if(fpid==0)

　　printf( son/n

　　else

　　printf( father/n

　　}

　　return0;

　　}

　　它的执行结果是

　　fathersonfatherfatherfatherfathersonsonfathersonsonsonfatherson

　　这里就不做详细解释了，只做一个大概的分析。

　　fori=012fatherfatherfathersonsonfathersonsonfatherfathersonsonfatherson

　　其中每一行分别代表一个进程的运行打印结果。

　　一下规律，对于这种N次循环的情况，执行printf函数的次数为2（1+2+4+……+2N-1）次，创建的子进程数为1+2+4+……+2N-1个。

　　网上有人说N次循环产生2（1+2+4+……+2N）个进程，这个说法是不对的，希望大家需要注意。

　　数学推理见http://202.117.3.13/wordpress/?p=81（该博文的）。

　　，大家如果想测一下一个程序中到底创建了几个子进程，最好的 就是调用printf函数打印该进程的pid，也即调用printf( %d/n ,getpid());或者通过printf( +/n

　　来判断产生了几个进程。有人想通过调用printf( + 来统计创建了几个进程，这是不妥当的。具体原因我来分析。

　　老规矩，大家看一下下面的代码

　　[cpp]view plaincopy

　　#include unistd.h

　　#include stdio.h

　　int main() {

　　pid_t fpid;//fpid表示fork函数返回的值

　　//printf( fork!

　　printf( fork!/n

　　fpid = fork();

　　if(fpid 0)

　　printf( error in fork!

　　elseif(fpid == 0)

　　printf( I am the child process, my process id is %d/n , getpid());

　　else

　　printf( I am the parent process, my process id is %d/n , getpid());

　　return0;

　　}

　　执行结果如下

　　fork!Iamtheparentprocess,myprocessidis3361Iamthechildprocess,myprocessidis3362

　　如果把语句printf( fork!/n 注释掉，执行printf( fork!

　　则新的程序的执行结果是

　　fork!Iamtheparentprocess,myprocessidis3298fork!Iamthechildprocess,myprocessidis3299

　　程序的唯一的区别就在于一个/n回车符号，为什么结果会相差这么大呢？

　　这就跟printf的缓冲机制有关了，printf某些内容时，操作系统仅仅是把该内容放到了stdout的缓冲队列里了,并没有实际的写到屏幕上。

　　,只要看到有/n 则会立即刷新stdout,就马上能够打印了。

　　运行了printf( fork! )后,“fork!”仅仅被放到了缓冲里,程序运行到fork时缓冲里面的“fork!” 被子进程复制过去了。在子进程度stdout

　　缓冲里面就也有了fork! 。所以,你最终看到的会是fork! 被printf了2次！！！！

　　而运行printf( fork! /n )后,“fork!”被立即打印到了屏幕上,之后fork到的子进程里的stdout缓冲里不会有fork! 内容。你看到的结果会是fork! 被printf了1次！！！！

　　所以说printf( + 不能正确地反应进程的数量。

　　大家看了这么多可能有点疲倦吧，不过我还得贴一份代码来进一步分析fork函数。

　　[cpp]view plaincopy

　　#include stdio.h

　　#include unistd.h

　　int main(int argc, char argv[])

　　{

　　fork();

　　fork() fork()

　　 fork();

　　fork();

　　return0;

　　}

　　问题是不算main这个进程自身，程序到底创建了多少个进程。

　　为了解答这个问题，我们先做一下弊，先用程序验证一下，到此有多少个进程。

　　[c-sharp]view plaincopy

　　#include stdio.h

　　intmain(intargc,char argv[])

　　{

　　fork();

　　fork() fork()

　　 fork();

　　fork();

　　printf( +/n

　　}

　　答案是总共20个进程，除去main进程，还有19个进程。

　　我们再来仔细分析一下，为什么是还有19个进程。

　　第一个fork和一个fork肯定是会执行的。

　　主要在中间3个fork上，可以画一个图进行描述。

　　这里就需要注意 和

　　运算符。

　　A B，如果A=0，就没有必要继续执行 B了；A非0，就需要继续执行 B。

　　A

　　B，如果A非0，就没有必要继续执行

　　B了，A=0，就需要继续执行

　　B。

　　fork()对于父进程和子进程的返回值是不同的，按照上面的A B和A

　　B的分支进行画图，可以得出5个分支。

　　加上前面的fork和的fork，总共45=20个进程，除去main主进程，就是19个进程了。

　　三、fork高阶知识

　　这一块我主要就fork函数讲一下操作系统进程的创建、死亡和调度等。因为时间和精力限制，我先写到这里，下次找个时间我争取把剩下的内容补齐。

　　fork

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