操作系统fork函数

1、fork函数简介

参考：https://www.jianshu.com/p/484af1700176

• 一个进程，包括代码、数据和分配给进程的资源。fork（）函数通过系统调用创建一个与原来进程几乎完全相同的进程，也就是两个进程可以做完全相同的事，但如果初始参数或者传入的变量不同，两个进程也可以做不同的事。

• 一个进程调用fork（）函数后，系统先给新的进程分配资源，例如存储数据和代码的空间。然后把原来的进程的所有值都复制到新的新进程中，只有少数值与原来的进程的值不同。相当于克隆了一个自己。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h> // （windows没有unistd.h）
int main()
{
    pid_t fpid;
    int count = 0;
    fpid = fork();
    
    if(fpid < 0) {
        printf("error in fork\n");
    } else if(fpid == 0) {
        // 表示子进程
        printf("son process\n");
        ++count;
    } else {
        // > 0表示父进程
        printf("father process\n");
        ++count;
    }
    printf("fpid = %d , count = %d\n", fpid, count);
    return 0;
}

(macos + xcode)运行结果是：

father process
fpid = 13915 , count = 1
son process
fpid = 0 , count = 1

其实就相当于链表，进程形成了链表，父进程的fpid(p 意味point)指向子进程的进程id, 因为子进程没有子进程，所以其fpid为0.

fork出错可能有两种原因：

• 当前的进程数已经达到了系统规定的上限，这时errno的值被设置为EAGAIN。

• 系统内存不足，这时errno的值被设置为ENOMEM。

fork()产生的子进程不是从#include处开始复制代码的，这是因为fork是把进程当前的情况拷贝一份，执行fork时，进程已经执行完了int count=0;fork只拷贝下一个要执行的代码到新的进程。

2、fork进阶知识

#include <unistd.h>  
#include <stdio.h>  
int main(void)  
{  
   int i=0;  
   printf("i son/pa ppid pid  fpid/n");  
   //ppid指当前进程的父进程pid  
   //pid指当前进程的pid,  
   //fpid指fork返回给当前进程的值  
   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;  
}  

运行结果：

  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

这份代码比较有意思，我们来认真分析一下：

• 由于第二行的输出可以看出来，当前进程的pid是3224，其父进程的pid是2043，在i=0的时候执行fork产生子进程pid=3225，2043-->3224-->3225;

• 第三行的输出是由pid=3224通过fork产生的子进程pid=3225，每一个子进程的fpid都是0

• 第四行输出是由于迭代到i=1的时候，当前进程pid=3224的进程第二次执行fork函数产生新的子进程pid=3226， 2043-->3224-->3226; 当输出后pid=3224的进程结束了

• 第五行输出是由于第一次执行fork函数的时候产生的子进程得到的i=0，还需要执行下一次i=1的操作，因此pid=3225也会产生属于它的子进程，pid=3227，此时pid=3225的子进程相对于pid=3227的进程来说，它自己就是父进程，3224-->3225-->3227; 当输出后pid=3225的进程结束了

• 第六行的输出是来自于pid=3227的子进程，fpid=0；为啥ppid=1呢？而不是3225，因为3225的进程已经结束了，pid = 1是永远不会死亡的

• 第七行的输出来自于pid=3226，（由于第二次执行fork产生的子进程），同上ppid=1（3224的进程已经结束了）