【IT】FORK（）函数的理解【人间乐土吧】

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【IT】FORK（）函数的理解

　　对于刚刚接触Unix/Linux操作系统，在Linux下编写多进程的人来说，fork是最难理解的概念之一：它执行一次却返回两个值。
　　首先我们来看下fork函数的原型：
　　＃include <sys/types.h>
　　＃include <unistd.h>
　　pid_t fork(void);
　　返回值：
　　负数：如果出错，则fork()返回-1,此时没有创建新的进程。最初的进程仍然运行。
　　零：在子进程中，fork()返回0
　　正数：在负进程中，fork()返回正的子进程的PID
　　其次我们来看下如何利用fork创建子进程。
　　创建子进程的样板代码如下所示：
　　pid_t child;
　　if((child = fork())<0)
　　/*错误处理*/
　　else if(child == 0)
　　/*这是新进程*/
　　else
　　/*这是最初的父进程*/
　　fock函数调用一次却返回两次；向父进程返回子进程的ID，向子进程中返回0，
　　这是因为父进程可能存在很多过子进程，所以必须通过这个返回的子进程ID来跟踪子进程，
　　而子进程只有一个父进程，他的ID可以通过getppid取得。
　　下面我们来对比一下两个例子：
　　第一个：
　　#include <unistd.h>
　　#include <stdio.h>
　　int main()
　　{
　　pid_t pid;
　　int count=0;
　　pid = fork();
　　printf( "This is first time, pid = %d\n", pid );
　　printf( "This is secONd time, pid = %d\n", pid );
　　count++;
　　printf( "count = %d\n", count );
　　if ( pid>0 )
　　{
　　printf( "This is the parent process,the child has the pid:%d\n", pid );
　　}
　　else if ( !pid )
　　{
　　printf( "This is the child Process.\n")

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1楼2012-11-13 17:09回复

　　}
　　else
　　{
　　printf( "fork failed.\n" );
　　}
　　printf( "This is third time, pid = %d\n", pid );
　　printf( "This is fouth time, pid = %d\n", pid );
　　return 0;
　　}
　　运行结果如下：

　　问题：
　　这个结果很奇怪了，为什么printf的语句执行两次，而那句“count++;”的语句却只执行了一次
　　接着看：
　　#include <unistd.h>
　　#include <stdio.h>
　　int main(void)
　　{
　　pid_t pid;
　　int count=0;
　　pid = fork();
　　printf( "Now, the pid returned by calling fork() is %d\n", pid );
　　if ( pid>0 )
　　{
　　printf( "This is the parent procESS,the child has the pid:%d\n", pid );
　　printf( "In the parent process,count = %d\n", count );
　　}
　　else if ( !pid )
　　{
　　printf( "This is the child process.\n");
　　printf( "Do your own things here.\n" );
　　count ++;
　　printf( "In the child process, count = %d\n", count );
　　}
　　else
　　{
　　printf( "fork failed.\n" );
　　}
　　return 0;
　　}
　　运行结果如下：
　　现在来解释上面提出的问题。
　　看这个程序的时候，头脑中必须首先了解一个概念：在语句pid=fork()之前，只有一个进程在执行这段代码，但在这条语句之后，就变成两个进程在执行了，这两个进程的代码部分完全相同，将要执行的下一条语句都是if ( pid>0 )……。

2楼2012-11-13 17:09

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　　我们来给出详细的注释
　　#include <unistd.h>
　　#include <stdio.h>
　　int main(void)
　　{
　　pid_t pid;
　　int count=0;
　　/*此处，执行fork调用，创建了一个新的进程，这个进程共享父进程的数据和堆栈空间等，这之后的代码指令为子进程创建了一个拷贝。 fock 调用是一个复制进程，fock 不象线程需提供一个函数做为入口， fock调用后，新进程的入口就在 fock的下一条语句。*/
　　pid = fork();
　　/*此处的pid的值，可以说明fork调用后，目前执行的是父进程还是子进程*/
　　printf( "Now, the pid returned by calling fork() is %d\n", pid );
　　if ( pid>0 )
　　{
　　/*当fork在子进程中返回后，fork调用又向父进程中返回子进程的pid，如是该段代码被执行，但是注意的事，count仍然为0，因为父进程中的count始终没有被重新赋值, 这里就可以看出子进程的数据和堆栈空间和父进程是独立的，而不是共享数据*/
　　printf( "This is the parent process,the child has the pid:%d\n", pid );
　　printf( "In the parent process,count = %d\n", count );
　　}
　　else if ( !pid )
　　{ /*在子进程中对count进行自加1的操作，但是并没有影响到父进程中的count值，父进程中的count值仍然为0*/
　　printf( "This is the child process.\n");
　　printf( "Do your own things here.\n" );
　　count++;
　　printf( "In the child process, count = %d\n", count );
　　}
　　else
　　{
　　printf( "fork failed.\n" );
　　}
　　return 0;
　　}
　　也就是说，在Linux下一个进程在内存里有三部分的数据，就是"代码段"、"堆栈段"和"数据段"。"代码段"，顾名思义，就是存放了程序代码的数据，假如机器中有数个进程运行相同的一个程序，那么它们就可以使用相同的代码段。"堆栈段"存放的就是子程序的返回地址、子程序的参数以及程序的局部变量。而数据段则存放程序的全局变量，常数以及动态数据分配的数据空间（比如用malloc之类的函数取得的空间）。系统如果同时运行数个相同的程序，它们之间就不能使用同一个堆栈段和数据段。
　　仔细分析后，我们就可以知道：
　　一个程序一旦调用fork函数，系统就为一个新的进程准备了前述三个段，首先，系统让新的进程与旧的进程使用同一个代码段，因为它们的程序还是相同的，对于数据段和堆栈段，系统则复制一份给新的进程，这样，父进程的所有数据都可以留给子进程，但是，子进程一旦开始运行，虽然它继承了父进程的一切数据，但实际上数据却已经分开，相互之间不再有影响了，也就是说，它们之间不再共享任何数据了。
　　fork()不仅创建出与父进程代码相同的子进程，而且父进程在fork执行点的所有上下文场景也被自动复制到子进程中，包括：
　　——全局和局部变量
　　——打开的文件句柄
　　——共享内存、消息等同步对象
　　而如果两个进程要共享什么数据的话，就要使用另一套函数（shmget，shmat，shmdt等）来操作。现在，已经是两个进程了，对于父进程，fork函数返回了子程序的进程号，而对于子程序，fork函数则返回零，这样，对于程序，只要判断fork函数的返回值，就知道自己是处于父进程还是子进程中。
　　“本文由华清远见http://www.embedu.org/index.htm提供”

4楼2012-11-13 17:09