linux中fork（）函式詳解

一個程式，包括程式碼、資料和分配給程式的資源。fork()函式通過系統呼叫建立一個與原來程式幾乎完全相同的程式，也就是兩個程式可以做完全相同的事，但如果初始引數或者傳入的變數不同，兩個程式也可以做不同的事。

　　一個程式呼叫fork()函式後，系統先給新的程式分配資源，例如儲存資料和程式碼的空間。然後把原來的程式的所有值都複製到新的新程式中，只有少數值與原來的程式的值不同。相當於克隆了一個自己。

我們來看一個例子：

int main ()

{

　　pid_t fpid; //fpid表示fork函式返回的值

　　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");//對某些人來說中文看著更直白。

　　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("統計結果是： %d/n",count);

　　return 0;

}

　　執行結果是：

　　i am the child process, my process id is 5574

　　我是爹的兒子

　　統計結果是： 1

　　i am the parent process, my process id is 5573

　　我是孩子他爹

　　統計結果是： 1

　　在語句fpid=fork()之前，只有一個程式在執行這段程式碼，但在這條語句之後，就變成兩個程式在執行了，這兩個程式的幾乎完全相同，將要執行的下一條語句都是if(fpid<0)……

　　為什麼兩個程式的fpid不同呢，這與fork函式的特性有關。fork呼叫的一個奇妙之處就是它僅僅被呼叫一次，卻能夠返回兩次，它可能有三種不同的返回值：

　　1)在父程式中，fork返回新建立子程式的程式ID;

　　2)在子程式中，fork返回0;

　　3)如果出現錯誤，fork返回一個負值;

　　在fork函式執行完畢後，如果建立新程式成功，則出現兩個程式，一個是子程式，一個是父程式。在子程式中，fork函式返回0，在父程式中，fork返回新建立子程式的程式ID。我們可以通過fork返回的值來判斷當前程式是子程式還是父程式。

　　引用一位網友的話來解釋fpid的值為什麼在父子程式中不同。“其實就相當於連結串列，程式形成了連結串列，父程式的fpid(p 意味point)指向子程式的程式id, 因為子程式沒有子程式，所以其fpid為0.

　　fork出錯可能有兩種原因：

　　1)當前的程式數已經達到了系統規定的上限，這時errno的值被設定為EAGAIN。

　　2)系統記憶體不足，這時errno的值被設定為ENOMEM。

　　建立新程式成功後，系統中出現兩個基本完全相同的程式，這兩個程式執行沒有固定的先後順序，哪個程式先執行要看系統的程式排程策略。

　　每個程式都有一個獨特(互不相同)的程式識別符號(process ID)，可以通過getpid()函式獲得，還有一個記錄父程式pid的變數，可以通過getppid()函式獲得變數的值。

　　fork執行完畢後，出現兩個程式，

　　有人說兩個程式的內容完全一樣啊，怎麼列印的結果不一樣啊，那是因為判斷條件的原因，上面列舉的只是程式的程式碼和指令，還有變數啊。

　　執行完fork後，程式1的變數為count=0，fpid!=0(父程式)。程式2的變數為count=0，fpid=0(子程式)，這兩個程式的變數都是獨立的，存在不同的地址中，不是共用的，這點要注意。可以說，我們就是通過fpid來識別和操作父子程式的。

　　還有人可能疑惑為什麼不是從#include處開始複製程式碼的，這是因為fork是把程式當前的情況拷貝一份，執行fork時，程式已經執行完了int count=0;fork只拷貝下一個要執行的程式碼到新的程式。(自己新增：因為FORK是複製產生一個新的程式，因此新的程式與舊的的程式之間的上下文，如暫存器上下文等是一致的，也就是說兩個程式的變數值，PC指標值也是一樣的，因此兩個程式都是在同一個位置開始執行)

　　二、fork進階知識

　　先看一份程式碼：

int main(void)

{

　　int i=0;

　　printf("i son/pa ppid pid fpid/n");

　　//ppid指當前程式的父程式pid

　　//pid指當前程式的pid,

　　//fpid指fork返回給當前程式的值

　　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;

}

　　執行結果是：

　　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

　　這份程式碼比較有意思，我們來認真分析一下：

　　第一步：在父程式中，指令執行到for迴圈中，i=0，接著執行fork，fork執行完後，系統中出現兩個程式，分別是p3224和p3225(後面我都用 pxxxx表示程式id為xxxx的程式)。可以看到父程式p3224的父程式是p2043，子程式p3225的父程式正好是p3224。我們用一個連結串列來表示這個關係：

　　p2043->p3224->p3225

　　第一次fork後，p3224(父程式)的變數為i=0，fpid=3225(fork函式在父程式中返向子程式id)，程式碼內容為：

　　[c-sharp] view plaincopy

　　for(i=0;i<2;i++){

　　pid_t fpid=fork();//執行完畢，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(子程式)的變數為i=0，fpid=0(fork函式在子程式中返回0)，程式碼內容為：

　　[c-sharp] view plaincopy

　　for(i=0;i<2;i++){

　　pid_t fpid=fork();//執行完畢，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;

　　所以列印出結果：

　　0 parent 2043 3224 3225

　　0 child 3224 3225 0

　　第二步：假設父程式p3224先執行，當進入下一個迴圈時，i=1，接著執行fork，系統中又新增一個程式p3226，對於此時的父程式，p2043->p3224(當前程式)->p3226(被建立的子程式)。

　　對於子程式p3225，執行完第一次迴圈後，i=1，接著執行fork，系統中新增一個程式p3227，對於此程式，p3224->p3225(當前程式)->p3227(被建立的子程式)。從輸出可以看到p3225原來是p3224的子程式，現在變成p3227的父程式。父子是相對的，這個大家應該容易理解。只要當前程式執行了fork，該程式就變成了父程式了，就列印出了parent。