简单掌握Linux系统中fork()函数创建子进程的用法

2024-04-07 00:40:55

fork()函数用于从已存在的进程中创建一个新进程。新进程称为子进程，而园进程称为父进程。使用fork()函数得到的子进程是父进程的一个复制品，它从父进程处继承了整个进程的地址空间，包括进程的上下文、代码段、进程堆栈、内存信息、打开的文件描述符、符号控制设定、进程优先级、进程组号、当前工作目录、根目录、资源限制和控制终端等，而子进程所独有的只有它的进程号、资源使用和计时器等。

因为子进程几乎是父进程的完全复制，所以父子两进程会运行同一个程序。这就需要用一种方式来区分它们，并使它们照此运行，否则，这两个进程不可能做不同的事。实际上是在父进程中执行fork()函数时，父进程会复制一个子进程，而且父子进程的代码从fork()函数的返回开始分别在两个地址空间中同时运行，从而使两个进程分别获得所属fork()函数的返回值，其中在父进程中的返回值是子进程的进程号，而在子进程中返回0。因此，可以通过返回值来判断该进程的父进程还是子进程。

同时可以看出，使用fork()函数的代价是很大的，它复制了父进程中的代码段、数据段和堆栈段里的大部分内容，使得fork()函数的系统开销比较大，而且执行速度也不是很快。

代码示例：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, const char * argv[]) {
  // insert code here...
  pid_t pid;
  if((pid = fork()) == 0){
    //返回0的是子进程
    printf("child pid: %d\n", getpid());
  } else {
    printf("pid: %d\n", pid);//父进程中返回子进程的pid
    printf("father pid: %d\n", getpid());
  }
}

打印的结果如下：

pid: 552
father pid: 549
child pid: 552

以下是一些注意点及总结：
1) 之前在VS上想要用，结果发现根本没有这个头文件；因为<unistd.h>是类unix系统才有的；上面的代码在mac os上测试OK。

2) fork()是用来创建子进程的，创建之后子进程是父进程的副本，子进程获得父进程的数据空间、堆和栈的副本，注意两者并不是共享的。父子两者仅共享代码段。这个是以前的实现，现在的话一般不会直接去复制，而是写时复制(copy-on-write)。

3) fork()之后父子进程的执行顺序是不确定的。

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