fork函数详解

首先了解什么是fork?

上面的话通俗理解就是: fork是复制进程的函数，程序一开始就会产生一个进程，当这个进程(代码)执行到fork()时，fork就会复制一份原来的进程即就是创建一个新进程,我们称子进程，而原来的进程我们称为父进程，此时父子进程是共存的，他们一起向下执行代码。

注意的一点：就是调用fork函数之后，一定是两个进程同时执行fork函数之后的代码，而之前的代码以及由父进程执行完毕。

fork的特点:

首先明白linux中:

PID表示的进程号,是唯一的，一个PID只标识一个进程

PCB:进程控制块,进程控制块是用一个结构体struct task_struct来实现

fork的返回值问题:

在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID；

在子进程中，fork返回0；

如果出现错误，fork返回一个负值；

getppid():得到一个进程的父进程的PID;

getpid():得到当前进程的PID;

*注意:在fork函数执行完毕后，如果创建新进程成功，则出现两个进程，一个是子进程，一个是父进程。在子进程中，fork函数返回0，在父进程中，fork返回新创建子进程的进程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。

fork是把已有的进程复制一份,当然把PCB也复制了一份,然后申请一个PID

子进程的PID=父进程的PID+1;

下面我们举一个简单的例子:

第一次看的时候非常的奇怪，一个函数返回两次？是的，在调用fork后，fork函数后面的所有代码会执行两遍。

#include 
  
    #include 
   
     #include 
    
      / *最基础的fork例子 / int main(int argc, char const *argv[]) { pid_t pid; //判断1 if ((pid=fork()) < 0) { perror("fork error"); } //判断2 else if (pid == 0)//子进程 { printf("child getpid()=%d\n", getpid()); } //判断3 else if(pid > 0)//父进程 { printf("parent getpid()=%d\n", getpid()); } return 0; }

结果如下:

parent getpid()=13725 child getpid()=13726

*注意:这里的pid_t类似一个类型，就像int型一样，int型定义的变量都是整型的，pid_t定义的类型都是进程号类型。这个语句的意思是定义了一个pid_t类型的变量pid，fork()函数返回一个进程号，这个进程号赋给了pid。pid_t在头文件types.h（sys/types.h）中定义

pid_t就是一个short类型变量，实际表示的是内核中的进程表的索引

试试判断下面代码:

 #include 
  
    #include 
   
     #include 
    
      int main() { pid_t fpid;//fpid表示fork函数返回的值 int count=0; fpid=fork(); if(fpid<0) printf("error in fork!"); else if(fpid==0) { printf("我是子进程,id:%d\n",getpid()); count++; } else { printf("我是父进程,id:%d\n",getpid()); count++; } printf("统计结果是:%d\n",count); exit(0); }

父子进程的调用流程:

下面我们讲解一下fork调用的细节

int main(){ fork();//fork1 fork();//fork2 printf("love\n"); return 0; }

上述代码打印了4次love，创建了4个进程（1一个父进程，3个子进程）

假设我们的main进程pid是1001，注意看左边的1，2，4进程其实都是main进程1001。进程3，6是同一个进程1002。所有一共有1001，1002，1003，1004四个进程。也就是只要数叶子节点就行了。其中1个是main进程，其它3个是子进程。有多少个进程就输出多少次hello字符串。也就是只有4，5，6，7执行了printf。

如果明白了上面的过程下面我给出四个例子和解释，可以自己先试着判断

eg1:
int main() { int n=2; for(;i 
   
eg2:
int main() { int n=2; for(;i 
   
eg3:
int main() { fork()||fork(); printf("A\n"); exit(0); 1）在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID；大于0的 2）在子进程中，fork返回0； 3）如果出现错误，fork返回一个负值； }
结果打印3个A，共创建3个进程

fork()给子进程返回一个零值，而给父进程返回一个非零值

在main这个主进程中，首先执行 fork() || fork(), 左边的fork()返回一个非零值，根据||的短路原则，前面的表达式为真时，后面的表达式不执行，故包含main的这个主进程创建了一个子进程，

由于子进程会复制父进程，而且子进程会根据其返回值继续执行，就是说，在子进程中， fork() ||fork()这条语句左边表达式的返回值是0, 所以||右边的表达式要执行，这时在子进程中又创建了一个进程，

即main进程->子进程->子进程，一共创建了3个进程。

eg4:
int main() { fork()&&fork(); printf("A\n"); exit(0); }
结果输出3个A，创建3个进程

注意小tips:

父子进程相同：

刚刚fork后，data段，text段，堆，栈，环境变量，全局变量，宿主目录位置，进程工作目录，信号处理方式

父子进程不同：

进程id，返回值，各自父进程，进程创建时间，闹钟，未决信号

父子进程共享：

文件描述符

mmap映射区

读时共享，写时复制—————–全局变量

对fork复制进程做了一个优化—-写时拷贝技术。写时拷贝指的是两个任务可以同时自由读取内存，但任意一个任务试图对内存进行修改时，内存就会复制一份提供给修改方单独使用，以免影响到其他的任务使用。

特别的，fork之后父进程先执行还是子进程先执行不确定，取决于内核所使用的调度算法。

注意父进程多次fork后不加以控制，我们会发现打印结果不唯一，无序。是因为对于操作系统将代码交给cpu执行的时候产生的子进程相当于同时产生的，并发运行，他们站在同一起跑线上去争夺cpu，谁抢到了谁就去运行打印数据，这是与系统调度有关，想让他们有序，可以加入sleep函数让其休眠一下