C语言fork函数学习

Fork概念

一个进程，包括代码、数据和分配给进程的资源。fork（）函数通过系统调用创建一个与原来进程几乎完全相同的进程，也就是两个进程可以做完全相同的事，但如果初始参数或者传入的变量不同，两个进程也可以做不同的事。

一个进程调用fork（）函数后，系统先给新的进程分配资源，例如存储数据和代码的空间。然后把原来的进程的所有值都复制到新的新进程中，只有少数值与原来的进程的值不同。相当于克隆了一个自己。

由fork函数创建的新进程被称为子进程。fork函数被调用一次，但是返回两次。父进程返回的值是新进程的进程ID，而子进程返回的值是0。

fork函数返回值的三种情况

• 返回子进程Id给父进程

  • 因为一个进程的子进程可能有多个，并且没有一个函数可以获得一个进程的所有子进程ID。

• 返回给子进程值为0

  • 一个进程只会有一个父进程，所以子进程总是可以调用getpid以获得当前进程Id以及调用getppid获得父进程Id.

• 出现错误，返回负值

  • 当前进程数已经达到系统规定的上限，这时errno的值被设置为EAGAIN
  • 系统内存不足，这时errno的值被设置为ENOMEM

创建新进程成功后，系统中出现两个基本完全相同的进程，这两个进程执行没有固定的先后顺序，哪个进程先执行要看系统的进程调度策略

子进程执行代码开始位置

fork确实创建可一个子进程并完全复制父进程，但是子进程是从fork后面到那个指令开始执行。如果子进程也从main开头到尾执行所有指令，那么它执行到fork指令时也必定会创建一个个子子进程，子子孙孙无穷尽。

常见的两种应用场景

• 一个父进程希望复制自己，使父、子进程同时执行不同的代码段。这在网络服务中是常见的。
  -父进程等待客户端的服务请求，当这种请求到达时，父进程调用fork，使子进程处理此请求。父进程则继续等待下一个服务请求的到达

• 一个进程要执行一个不同的程序。这是shell中常见的情况，子进程从fork返回后立即调用exec

示例

示例1：

#include <ntsid.h>
#include <unistd.h>
#include <printf.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char *argv[]) {
    pid_t pid;
    int count = 0;
    //获得当前进程ID
    printf("Current Process Id = %d \n", getpid());

    if ((pid = fork()) < 0) {
        printf("异常退出");
        exit(1);
    } else if (pid == 0) {
        count++;
        printf("进入子进程, 当前进程 currentPid = %d, 父进程 parentPid = %d \n", getpid(),getppid());
    } else {
        count++;
        printf("当前进程   当前进程 currentPid = %d, 子进程 childPid = %d \n", getpid(), pid);
    }
    printf("当前进程 currentPid = %d, Count = %d \n", getpid(), count);
    return 0;
}

fork创建了子进程，并复制一个count,从最后的可以看出各个子进程之间的count不相关。

示例2：

#include <ntsid.h>
#include <unistd.h>
#include <printf.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char *argv[]) {

    pid_t pid;

    int loop;
    //获得当前进程ID
    printf("Current Process Id = %d \n", getpid());

    for (loop = 0; loop < 2; loop++) {

        //fork创建子进程
        if ((pid = fork()) < 0) {
            printf("退出程序\n");
            exit(1);

        } else if (pid == 0) {

            //创建子进程后，子进程返回0，通过getPid得到当前进程，getPPid得到父进程
            printf("Child Process  loop = %d,  Current Pid = %d , Parent Pid = %d\n", loop, getpid(), getppid());

        } else {
            //创建子进程后，pid就是子进程ID
            printf("Child Process  loop = %d, Pid = %d,Parent Pid = %d\n", loop, pid, getpid());
            sleep(5);
        }
    }
    return 0;
}

编译运行后的结果:

创建了三个子进程:

参考

linux fork函数详解
浅谈linux并发编程