建立程序 fork

fork 的定義

在 Linux 中，我們使用 fork 來建立一個子程序

fork 的返回值

fork 函式有些特殊，成功它返回 2 次，失敗返回 -1，利用這個特性可以判斷當前的程序是子程序還是父程序： 
1. 在子程序中返回 0 
2. 在父程序中返回子程序的程序 ID

fork 的寫時複製技術

通過執行 fork，子程序得到父程序的一個副本，例如子程序獲得父程序的資料空間，堆和棧的副本，但是它們並不共享儲存空間，它們只共享程式碼段。但是在現在的系統實現中，並不執行拷貝父程序的副本，作為替代方案，而是使用寫時複製（Copy - On - Write）技術。

寫時複製：在 fork 之後，這些區域由父子程序共享，而且核心將它們的訪問許可權改變為只讀，如果父子程序中的任何一個試圖修改這些區域，核心只為修改區域的那片記憶體製作一個副本給子程序。

不管是哪種技術實現，最後父子程序的資料都是獨立的，不會相互影響

子程序的執行位置

fork 還有一個特點：子程序不是從 main 函式開始執行的，而是從 fork 返回的地方開始

建立程序 vfork

還有一個建立程序的系統呼叫 vfork，它跟 fork 很相似，但是也有幾點不同： 
1. vfork 的目的是建立一個子程序來執行一個程式 
2. vfork 並不復制父程序地址空間，子程序在父程序地址空間中執行

exec

fork 函式裡面最後也是呼叫 exec 等函式來執行程式的

exec 有很多變種函式，例如 execlp，execle，等等，但基本的用法都是差不多的

執行結果就相當與 shell 命令：ps - ef，其他的變種函式可以通過 man exec 來檢視。

程序等待 wait

父程序可以使用 wait 系統呼叫主動等待子程序或者指定程序結束，並獲得子程序的結束資訊

這個系統呼叫的過程如下： 
1. wait 暫停呼叫它的程序直到子程序結束 
2. wait 呼叫成功返回子程序的 PID 
3. wstatus 儲存子程序的返回資訊（正常退出，異常退出，被訊號殺死），以此來知道子程序是如何結束的

大致的流程如下：

F ---fork------> F -------- wait ----> F ------------->
        |                              |
        |                              |
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        -------> C -------------exit() -

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如果子程序呼叫 exit 退出，那麼核心將 exit 的退出狀態碼放在 status 中 
如果程序被殺死，核心將訊號序列放在 status 中

實際使用時，wait 提供了相關的巨集來判斷 status 的狀態

程序結束

既然能夠建立程序，那肯定能夠結束程序，在 Linux 中程序退出又分為正常和異常退出，分別來了解了解。

正常退出

有 5 種正常退出程序的方法： 
1. 在 main 內執行 return，等價於呼叫 exit 
2. 呼叫 exit 
3. 呼叫 _exit 或 _Exit 
4. 程序的最後一個執行緒在其啟動例程中執行 return 語句 
5. 程序的最後一個執行緒呼叫 pthread_exit 函式

異常終止

有 3 種異常終止的方法： 
1. 呼叫 abort，產生 SIGABRT 訊號 
2. 當程序接受到某些訊號時 
3. 最後一個執行緒對「取消」請求作出響應

不管是哪種終止情況，我們都可以使用 wait 或者 waitpid 來得到子程序的退出狀態。