這篇文章主要介紹linux中fork()函數(shù)的用法,文中介紹的非常詳細(xì),具有一定的參考價(jià)值,感興趣的小伙伴們一定要看完!
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【IT168 技術(shù)】 一個(gè)進(jìn)程,包括代碼、數(shù)據(jù)和分配給進(jìn)程的資源。fork()函數(shù)通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用創(chuàng)建一個(gè)與原來(lái)進(jìn)程幾乎完全相同的進(jìn)程,也就是兩個(gè)進(jìn)程可以做完全相同的事,但如果初始參數(shù)或者傳入的變量不同,兩個(gè)進(jìn)程也可以做不同的事。
一個(gè)進(jìn)程調(diào)用fork()函數(shù)后,系統(tǒng)先給新的進(jìn)程分配資源,例如存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和代碼的空間。然后把原來(lái)的進(jìn)程的所有值都復(fù)制到新的新進(jìn)程中,只有少數(shù)值與原來(lái)的進(jìn)程的值不同。相當(dāng)于克隆了一個(gè)自己。
我們來(lái)看一個(gè)例子:
[cpp] view plaincopy
/*
* fork_test.c
* version 1
* Created on: 2010-5-29
* Author: wangth
*/
#include
#include
int main ()
{
pid_t fpid; //fpid表示fork函數(shù)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(duì)某些人來(lái)說(shuō)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(tǒng)計(jì)結(jié)果是: %d/n",count);
return 0;
}
運(yùn)行結(jié)果是:
i am the child process, my process id is 5574
我是爹的兒子
統(tǒng)計(jì)結(jié)果是: 1
i am the parent process, my process id is 5573
我是孩子他爹
統(tǒng)計(jì)結(jié)果是: 1
在語(yǔ)句fpid=fork()之前,只有一個(gè)進(jìn)程在執(zhí)行這段代碼,但在這條語(yǔ)句之后,就變成兩個(gè)進(jìn)程在執(zhí)行了,這兩個(gè)進(jìn)程的幾乎完全相同,將要執(zhí)行的下一條語(yǔ)句都是if(fpid<0)……
為什么兩個(gè)進(jìn)程的fpid不同呢,這與fork函數(shù)的特性有關(guān)。fork調(diào)用的一個(gè)奇妙之處就是它僅僅被調(diào)用一次,卻能夠返回兩次,它可能有三種不同的返回值:
1)在父進(jìn)程中,fork返回新創(chuàng)建子進(jìn)程的進(jìn)程ID;
2)在子進(jìn)程中,fork返回0;
3)如果出現(xiàn)錯(cuò)誤,fork返回一個(gè)負(fù)值;
在fork函數(shù)執(zhí)行完畢后,如果創(chuàng)建新進(jìn)程成功,則出現(xiàn)兩個(gè)進(jìn)程,一個(gè)是子進(jìn)程,一個(gè)是父進(jìn)程。在子進(jìn)程中,fork函數(shù)返回0,在父進(jìn)程中,fork返回新創(chuàng)建子進(jìn)程的進(jìn)程ID。我們可以通過(guò)fork返回的值來(lái)判斷當(dāng)前進(jìn)程是子進(jìn)程還是父進(jìn)程。
引用一位網(wǎng)友的話來(lái)解釋fpid的值為什么在父子進(jìn)程中不同?!捌鋵?shí)就相當(dāng)于鏈表,進(jìn)程形成了鏈表,父進(jìn)程的fpid(p 意味point)指向子進(jìn)程的進(jìn)程id, 因?yàn)樽舆M(jìn)程沒有子進(jìn)程,所以其fpid為0.
fork出錯(cuò)可能有兩種原因:
1)當(dāng)前的進(jìn)程數(shù)已經(jīng)達(dá)到了系統(tǒng)規(guī)定的上限,這時(shí)errno的值被設(shè)置為EAGAIN。
2)系統(tǒng)內(nèi)存不足,這時(shí)errno的值被設(shè)置為ENOMEM。
創(chuàng)建新進(jìn)程成功后,系統(tǒng)中出現(xiàn)兩個(gè)基本完全相同的進(jìn)程,這兩個(gè)進(jìn)程執(zhí)行沒有固定的先后順序,哪個(gè)進(jìn)程先執(zhí)行要看系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度策略。
每個(gè)進(jìn)程都有一個(gè)獨(dú)特(互不相同)的進(jìn)程標(biāo)識(shí)符(process ID),可以通過(guò)getpid()函數(shù)獲得,還有一個(gè)記錄父進(jìn)程pid的變量,可以通過(guò)getppid()函數(shù)獲得變量的值。
fork執(zhí)行完畢后,出現(xiàn)兩個(gè)進(jìn)程,
有人說(shuō)兩個(gè)進(jìn)程的內(nèi)容完全一樣啊,怎么打印的結(jié)果不一樣啊,那是因?yàn)榕袛鄺l件的原因,上面列舉的只是進(jìn)程的代碼和指令,還有變量啊。
執(zhí)行完fork后,進(jìn)程1的變量為count=0,fpid!=0(父進(jìn)程)。進(jìn)程2的變量為count=0,fpid=0(子進(jìn)程),這兩個(gè)進(jìn)程的變量都是獨(dú)立的,存在不同的地址中,不是共用的,這點(diǎn)要注意??梢哉f(shuō),我們就是通過(guò)fpid來(lái)識(shí)別和操作父子進(jìn)程的。iude
還有人可能疑惑為什么不是從#include處開始復(fù)制代碼的,這是因?yàn)閒ork是把進(jìn)程當(dāng)前的情況拷貝一份,執(zhí)行fork時(shí),進(jìn)程已經(jīng)執(zhí)行完了int count=0;fork只拷貝下一個(gè)要執(zhí)行的代碼到新的進(jìn)程。(自己添加:因?yàn)镕ORK是復(fù)制產(chǎn)生一個(gè)新的進(jìn)程,因此新的進(jìn)程與舊的的進(jìn)程之間的上下文,如寄存器上下文等是一致的,也就是說(shuō)兩個(gè)進(jìn)程的變量值,PC指針值也是一樣的,因此兩個(gè)進(jìn)程都是在同一個(gè)位置開始運(yùn)行)
二、fork進(jìn)階知識(shí)
先看一份代碼:
[cpp] view plaincopy
/*
* fork_test.c
* version 2
* Created on: 2010-5-29
* Author: wangth
*/
#include
#include
int main(void)
{
int i=0;
printf("i son/pa ppid pid fpid/n");
//ppid指當(dāng)前進(jìn)程的父進(jìn)程pid
//pid指當(dāng)前進(jìn)程的pid,
//fpid指fork返回給當(dāng)前進(jìn)程的值
for(i=0;i<2;i++){
pid_t fpid=fork();
if(fpid==0)
printf("%d child %4d %4d %4d/n",i,getppid(),getpid(),fpid);
else
printf("%d parent %4d %4d %4d/n",i,getppid(),getpid(),fpid);
}
return 0;
}
運(yùn)行結(jié)果是:
i son/pa ppid pid fpid
0 parent 2043 3224 3225
0 child 3224 3225 0
1 parent 2043 3224 3226
1 parent 3224 3225 3227
1 child 1 3227 0
1 child 1 3226 0
這份代碼比較有意思,我們來(lái)認(rèn)真分析一下:
第一步:在父進(jìn)程中,指令執(zhí)行到for循環(huán)中,i=0,接著執(zhí)行fork,fork執(zhí)行完后,系統(tǒng)中出現(xiàn)兩個(gè)進(jìn)程,分別是p3224和p3225(后面我都用 pxxxx表示進(jìn)程id為xxxx的進(jìn)程)。可以看到父進(jìn)程p3224的父進(jìn)程是p2043,子進(jìn)程p3225的父進(jìn)程正好是p3224。我們用一個(gè)鏈表來(lái)表示這個(gè)關(guān)系:
p2043->p3224->p3225
第一次fork后,p3224(父進(jìn)程)的變量為i=0,fpid=3225(fork函數(shù)在父進(jìn)程中返向子進(jìn)程id),代碼內(nèi)容為:
[c-sharp] view plaincopy
for(i=0;i<2;i++){
pid_t fpid=fork();//執(zhí)行完畢,i=0,fpid=3225
if(fpid==0)
printf("%d child %4d %4d %4d/n",i,getppid(),getpid(),fpid);
else
printf("%d parent %4d %4d %4d/n",i,getppid(),getpid(),fpid);
}
return 0;
p3225(子進(jìn)程)的變量為i=0,fpid=0(fork函數(shù)在子進(jìn)程中返回0),代碼內(nèi)容為:
[c-sharp] view plaincopy
for(i=0;i<2;i++){
pid_t fpid=fork();//執(zhí)行完畢,i=0,fpid=0
if(fpid==0)
printf("%d child %4d %4d %4d/n",i,getppid(),getpid(),fpid);
else
printf("%d parent %4d %4d %4d/n",i,getppid(),getpid(),fpid);
}
return 0;
所以打印出結(jié)果:
0 parent 2043 3224 3225
0 child 3224 3225 0
第二步:假設(shè)父進(jìn)程p3224先執(zhí)行,當(dāng)進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)時(shí),i=1,接著執(zhí)行fork,系統(tǒng)中又新增一個(gè)進(jìn)程p3226,對(duì)于此時(shí)的父進(jìn)程,p2043->p3224(當(dāng)前進(jìn)程)->p3226(被創(chuàng)建的子進(jìn)程)。
對(duì)于子進(jìn)程p3225,執(zhí)行完第一次循環(huán)后,i=1,接著執(zhí)行fork,系統(tǒng)中新增一個(gè)進(jìn)程p3227,對(duì)于此進(jìn)程,p3224->p3225(當(dāng)前進(jìn)程)->p3227(被創(chuàng)建的子進(jìn)程)。從輸出可以看到p3225原來(lái)是p3224的子進(jìn)程,現(xiàn)在變成p3227的父進(jìn)程。父子是相對(duì)的,這個(gè)大家應(yīng)該容易理解。只要當(dāng)前進(jìn)程執(zhí)行了fork,該進(jìn)程就變成了父進(jìn)程了,就打印出了parent。
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