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linux中fork() 函式詳解

fork入門知識

 一個程序,包括程式碼、資料和分配給程序的資源。fork()函式通過系統呼叫建立一個與原來程序幾乎完全相同的程序,也就是兩個程序可以做完全相同的事,但如果初始引數或者傳入的變數不同,兩個程序也可以做不同的事。
一個程序呼叫fork()函式後,系統先給新的程序分配資源,例如儲存資料和程式碼的空間。然後把原來的程序的所有值都複製到新的新程序中,只有少數值與原來的程序的值不同。相當於克隆了一個自己。

 我們來看一個例子:
/* 
 *  fork_test.c 
 *  version 1 
 *  Created on: 2010-5-29 
 *      Author: wangth 
 */ 
#include <unistd.h>  
#include <stdio.h>   
int main ()   
{   
    pid_t fpid; //fpid表示fork函式返回的值  
    int count=0;  
    fpid=fork();   
    if (fpid < 0)   
        printf("error in fork!");   
    else if (fpid == 0) {  
        printf("i am the child process, my process id is %d/n",getpid());   
        printf("我是爹的兒子/n");//對某些人來說中文看著更直白。  
        count++;  
    }  
    else {  
        printf("i am the parent process, my process id is %d/n",getpid());   
        printf("我是孩子他爹/n");  
        count++;  
    }  
    printf("統計結果是: %d/n",count);  
    return 0;  
}  

執行結果是:

i am the child process, my process id is 5574
我是爹的兒子
統計結果是: 1
i am the parent process, my process id is 5573
我是孩子他爹
統計結果是: 1

在語句fpid=fork()之前,只有一個程序在執行這段程式碼,但在這條語句之後,就變成兩個程序在執行了,這兩個程序的幾乎完全相同,

將要執行的下一條語句都是if(fpid<0)……
為什麼兩個程序的fpid不同呢,這與fork函式的特性有關。
fork呼叫的一個奇妙之處就是它僅僅被呼叫一次,卻能夠返回兩次,它可能有三種不同的返回值:


1)在父程序中,fork返回新建立子程序的程序ID;
2)在子程序中,fork返回0;
3)如果出現錯誤,fork返回一個負值;

在fork函式執行完畢後,如果建立新程序成功,則出現兩個程序,一個是子程序,一個是父程序。在子程序中,fork函式返回0,在父程序中,

fork返回新建立子程序的程序ID。我們可以通過fork返回的值來判斷當前程序是子程序還是父程序。
引用一位網友的話來解釋fpid的值為什麼在父子程序中不同。“其實就相當於連結串列,程序形成了連結串列,父程序的fpid(p 意味point)指向子程序的程序id,
因為子程序沒有子程序,所以其fpid為0.

** fork出錯可能有兩種原因:**
1)當前的程序數已經達到了系統規定的上限,這時errno的值被設定為EAGAIN。
2)系統記憶體不足,這時errno的值被設定為ENOMEM。

建立新程序成功後,系統中出現兩個基本完全相同的程序,這兩個程序執行沒有固定的先後順序,哪個程序先執行要看系統的程序排程策略。
每個程序都有一個獨特(互不相同)的程序識別符號(process ID),可以通過getpid()函式獲得,還有一個記錄父程序pid的變數,可以通過getppid()函式獲得變數的值。

fork執行完畢後,出現兩個程序,

有人說兩個程序的內容完全一樣啊,怎麼列印的結果不一樣啊,那是因為判斷條件的原因,上面列舉的只是程序的程式碼和指令,還有變數啊。

執行完fork後,程序1的變數為count=0,fpid!=0(父程序)。程序2的變數為count=0,fpid=0(子程序),這兩個程序的變數都是獨立的,

存在不同的地址中,不是共用的,這點要注意。可以說,我們就是通過fpid來識別和操作父子程序的。

還有人可能疑惑為什麼不是從#include處開始複製程式碼的,這是因為fork是把程序當前的情況拷貝一份,執行fork時,程序已經執行完了int count=0;

fork只拷貝下一個要執行的程式碼到新的程序。