linux中 fork函數(shù)如何使用

本篇文章為大家展示了linux中 fork函數(shù)如何使用，內(nèi)容簡(jiǎn)明扼要并且容易理解，絕對(duì)能使你眼前一亮，通過(guò)這篇文章的詳細(xì)介紹希望你能有所收獲。

【IT168 技術(shù)】　　#include ;

　　#include ;

　　main ()

　　{

　　pid_t pid;

　　pid=fork();

　　if (pid < 0)

　　printf("error in fork!");

　　else if (pid == 0)

　　printf("i am the child process, my process id is %dn",getpid());

　　else

　　printf("i am the parent process, my process id is %dn",getpid());

　　}

　　結(jié)果是

　　[root@localhost c]# ./a.out

　　i am the child process, my process id is 4286

　　i am the parent process, my process id is 4285

　　我就想不到為什么兩行都打印出來(lái)了，在我想來(lái)，不管pid是多少，都應(yīng)該只有一行才對(duì)

　　chg.s 回復(fù)于：2004-04-27 21:09:30

　　要搞清楚fork的執(zhí)行過(guò)程，就必須先講清楚操作系統(tǒng)中的“進(jìn)程(process)”概念。一個(gè)進(jìn)程，主要包含三個(gè)元素：

　　o. 一個(gè)可以執(zhí)行的程序;

　　o. 和該進(jìn)程相關(guān)聯(lián)的全部數(shù)據(jù)(包括變量，內(nèi)存空間，緩沖區(qū)等等);

　　o. 程序的執(zhí)行上下文(execution context)。

　　不妨簡(jiǎn)單理解為，一個(gè)進(jìn)程表示的，就是一個(gè)可執(zhí)行程序的一次執(zhí)行過(guò)程中的一個(gè)狀態(tài)。操作系統(tǒng)對(duì)進(jìn)程的管理，典型的情況，是通過(guò)進(jìn)程表完成的。進(jìn)程表中的每一個(gè)表項(xiàng)，記錄的是當(dāng)前操作系統(tǒng)中一個(gè)進(jìn)程的情況。對(duì)于單 CPU的情況而言，每一特定時(shí)刻只有一個(gè)進(jìn)程占用 CPU，但是系統(tǒng)中可能同時(shí)存在多個(gè)活動(dòng)的(等待執(zhí)行或繼續(xù)執(zhí)行的)進(jìn)程。

　　一個(gè)稱為“程序計(jì)數(shù)器(program counter, pc)”的寄存器，指出當(dāng)前占用 CPU的進(jìn)程要執(zhí)行的下一條指令的位置。

　　當(dāng)分給某個(gè)進(jìn)程的 CPU時(shí)間已經(jīng)用完，操作系統(tǒng)將該進(jìn)程相關(guān)的寄存器的值，保存到該進(jìn)程在進(jìn)程表中對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)里面;把將要接替這個(gè)進(jìn)程占用 CPU的那個(gè)進(jìn)程的上下文，從進(jìn)程表中讀出，并更新相應(yīng)的寄存器(這個(gè)過(guò)程稱為“上下文交換(process context switch)”，實(shí)際的上下文交換需要涉及到更多的數(shù)據(jù)，那和fork無(wú)關(guān)，不再多說(shuō)，主要要記住程序寄存器pc指出程序當(dāng)前已經(jīng)執(zhí)行到哪里，是進(jìn)程上下文的重要內(nèi)容，換出 CPU的進(jìn)程要保存這個(gè)寄存器的值，換入CPU的進(jìn)程，也要根據(jù)進(jìn)程表中保存的本進(jìn)程執(zhí)行上下文信息，更新這個(gè)寄存器)。

　　好了，有這些概念打底，可以說(shuō)fork了。當(dāng)你的程序執(zhí)行到下面的語(yǔ)句：

　　pid=fork();

　　操作系統(tǒng)創(chuàng)建一個(gè)新的進(jìn)程(子進(jìn)程)，并且在進(jìn)程表中相應(yīng)為它建立一個(gè)新的表項(xiàng)。新進(jìn)程和原有進(jìn)程的可執(zhí)行程序是同一個(gè)程序;上下文和數(shù)據(jù)，絕大部分就是原進(jìn)程(父進(jìn)程)的拷貝，但它們是兩個(gè)相互獨(dú)立的進(jìn)程!此時(shí)程序寄存器pc，在父、子進(jìn)程的上下文中都聲稱，這個(gè)進(jìn)程目前執(zhí)行到fork調(diào)用即將返回(此時(shí)子進(jìn)程不占有CPU，子進(jìn)程的pc不是真正保存在寄存器中，而是作為進(jìn)程上下文保存在進(jìn)程表中的對(duì)應(yīng)表項(xiàng)內(nèi))。問(wèn)題是怎么返回，在父子進(jìn)程中就分道揚(yáng)鑣。

　　父進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行，操作系統(tǒng)對(duì)fork的實(shí)現(xiàn)，使這個(gè)調(diào)用在父進(jìn)程中返回剛剛創(chuàng)建的子進(jìn)程的pid(一個(gè)正整數(shù))，所以下面的if語(yǔ)句中pid<0, pid==0的兩個(gè)分支都不會(huì)執(zhí)行。所以輸出i am the parent process…

　　子進(jìn)程在之后的某個(gè)時(shí)候得到調(diào)度，它的上下文被換入，占據(jù) CPU，操作系統(tǒng)對(duì)fork的實(shí)現(xiàn)，使得子進(jìn)程中fork調(diào)用返回0。所以在這個(gè)進(jìn)程(注意這不是父進(jìn)程了哦，雖然是同一個(gè)程序，但是這是同一個(gè)程序的另外一次執(zhí)行，在操作系統(tǒng)中這次執(zhí)行是由另外一個(gè)進(jìn)程表示的，從執(zhí)行的角度說(shuō)和父進(jìn)程相互獨(dú)立)中pid=0。這個(gè)進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行的過(guò)程中，if語(yǔ)句中 pid<0不滿足，但是pid==0是true。所以輸出i am the child process…

　　我想你比較困惑的就是，為什么看上去程序中互斥的兩個(gè)分支都被執(zhí)行了。在一個(gè)程序的一次執(zhí)行中，這當(dāng)然是不可能的;但是你看到的兩行輸出是來(lái)自兩個(gè)進(jìn)程，這兩個(gè)進(jìn)程來(lái)自同一個(gè)程序的兩次執(zhí)行。

　　我的天，不知道說(shuō)明白了沒(méi)……

　　zhaojinbo 回復(fù)于：2004-04-28 12:35:50

　　fork 之后，操作系統(tǒng)會(huì)復(fù)制一個(gè)與父進(jìn)程完全相同的子進(jìn)程，雖說(shuō)是父子關(guān)系，但是在操作系統(tǒng)看來(lái)，他們更像兄弟關(guān)系，這2個(gè)進(jìn)程共享代碼空間，但是數(shù)據(jù)空間是互相獨(dú)立的，子進(jìn)程數(shù)據(jù)空間中的內(nèi)容是父進(jìn)程的完整拷貝，指令指針也完全相同，但只有一點(diǎn)不同，如果fork成功，子進(jìn)程中 fork的返回值是0，父進(jìn)程中fork的返回值是子進(jìn)程的進(jìn)程號(hào)，如果fork不成功，父進(jìn)程會(huì)返回錯(cuò)誤。

　　可以這樣想象，2個(gè)進(jìn)程一直同時(shí)運(yùn)行，而且步調(diào)一致，在fork之后，他們分別作不同的工作，也就是分岔了。這也是fork為什么叫fork的原因。

　　至于那一個(gè)最先運(yùn)行，可能與操作系統(tǒng)有關(guān)，而且這個(gè)問(wèn)題在實(shí)際應(yīng)用中并不重要，如果需要父子進(jìn)程協(xié)同，可以通過(guò)原語(yǔ)的辦法解決。

　　sniper 回復(fù)于：2004-04-28 22:11:15

　　哦，偶明白了，在程序段里用了fork();之后程序出了分岔，派生出了兩個(gè)進(jìn)程。具體哪個(gè)先運(yùn)行就看該系統(tǒng)的調(diào)度算法了。

　　在這里，我們可以這么認(rèn)為，在運(yùn)行到"pid=fork();"時(shí)系統(tǒng)派生出一個(gè)跟主程序一模一樣的子進(jìn)程。該進(jìn)程的"pid=fork();"一句中pid得到的就是子進(jìn)程本身的 pid;子進(jìn)程結(jié)束后，父進(jìn)程的"pid=fork();"中pid得到的就是父進(jìn)程本身的pid。因此改程序有兩行輸出。

　　注：此處不準(zhǔn)確，在子進(jìn)程中pid的值為0，通過(guò)getpid可以獲取子進(jìn)程的進(jìn)程id;在父進(jìn)程中pid為父進(jìn)程編號(hào)。

　　勘誤：父進(jìn)程中的pid值為子進(jìn)程進(jìn)程號(hào)，只有父進(jìn)程執(zhí)行的getpid()才是他自己的進(jìn)程號(hào)。寒，徹底的in了

　　jjl3 回復(fù)于：2004-07-14 11:43:20

　　我做如下修改

　　#include ;

　　#include ;

　　main ()

　　{

　　pid_t pid;

　　printf("fork!"); // printf("fork!n");

　　pid=fork();

　　if (pid < 0)

　　printf("error in fork!");

　　else if (pid == 0)

　　printf("i am the child process, my process id is %dn",getpid());

　　else

　　printf("i am the parent process, my process id is %dn",getpid());

　　}

　　結(jié)果是

　　[root@localhost c]# ./a.out

　　fork!i am the child process, my process id is 4286

　　fork!i am the parent process, my process id is 4285

　　但我改成printf("fork!n");后，結(jié)果是

　　[root@localhost c]# ./a.out

　　fork!

　　i am the child process, my process id is 4286

　　i am the parent process, my process id is 4285

　　為什么只有一個(gè)fork!打印出來(lái)了?上一個(gè)為什么有2個(gè)?

　　bashfulboy 回復(fù)于：2004-07-14 22:10:52

　　我也來(lái)一下：

　　wujiajia 的理解有些錯(cuò)誤，

　　printf("AAAAAAAA");//print 一次; 這里會(huì)print 2次

　　如果你將 printf("AAAAAA") 換成 printf("AAAAAAn") 那么就是只打印一次了。

　　主要的區(qū)別是因?yàn)橛辛艘粋€(gè) n 回車符號(hào)

　　這就跟Printf的緩沖機(jī)制有關(guān)了，printf某些內(nèi)容時(shí)，操作系統(tǒng)僅僅是把該內(nèi)容放到了stdout的緩沖隊(duì)列里了，并沒(méi)有實(shí)際的寫到屏幕上

　　但是，只要看到有 n 則會(huì)立即刷新stdout,因此就馬上能夠打印了。

　　運(yùn)行了printf("AAAAAA") 后， AAAAAA 僅僅被放到了緩沖里，再運(yùn)行到fork時(shí)，緩沖里面的 AAAAAA 被子進(jìn)程繼承了

　　因此在子進(jìn)程度stdout緩沖里面就也有了 AAAAAA.

　　所以，你最終看到的會(huì)是 AAAAAA 被printf了2次!!!!

　　而運(yùn)行 printf("AAAAAAn")后， AAAAAA 被立即打印到了屏幕上，之后fork到的子進(jìn)程里的stdout緩沖里不會(huì)有 AAAAAA 內(nèi)容

　　因此你看到的結(jié)果會(huì)是 AAAAAA 被printf了1次!!!!

　　(精要)

　　albcamus 回復(fù)于：2005-03-08 15:56:11

　　>;>;派生子進(jìn)程的pid變量并沒(méi)有被改變是什么意思 對(duì)于子進(jìn)程來(lái)講pid不就是0嗎

　　1,派生子進(jìn)程的進(jìn)程，即父進(jìn)程，其pid不變;

　　2,對(duì)子進(jìn)程來(lái)說(shuō)，fork返回給它0,但它的pid絕對(duì)不會(huì)是0;之所以fork返回0給它，是因?yàn)樗S時(shí)可以調(diào)用getpid()來(lái)獲取自己的pid;

　　3,樓上的樓上的你的觀點(diǎn)是對(duì)的，fork之后夫子進(jìn)程除非采用了同步手段，否則不能確定誰(shuí)先運(yùn)行，也不能確定誰(shuí)先結(jié)束。認(rèn)為子進(jìn)程結(jié)束后父進(jìn)程才從fork返回的，這是不對(duì)的，fork不是這樣的，vfork才這樣。VFORK調(diào)用結(jié)束后，父進(jìn)程處于非可中斷狀態(tài)，直到子進(jìn)程運(yùn)行結(jié)束返回。

上述內(nèi)容就是linux中 fork函數(shù)如何使用，你們學(xué)到知識(shí)或技能了嗎？如果還想學(xué)到更多技能或者豐富自己的知識(shí)儲(chǔ)備，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。