多进程编程——fork()

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2022-06-17 01:38 260阅读 0赞

一、进程的概念

进程是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。

二、进程的创建

fork函数

#include <unistd.h>
    pid_t fork(void);
                        返回值：在子进程中为0，在父进程中为子进程ID，若出错为-1

> fork函数的工作：  
> fork函数复制当前进程，在内核进程表中创建一个新的进程表项。  
> 新的进程表项有很多属性和原进程相同：比如堆指针，栈指针和标记寄存器的值。  
> 新的进程表项属性与原进程不同：该进程的PPID被设置成原进程的PID，信号位图被清除（原进程设置的信号处理函数对现进程无效）。  
> 创建子进程后，父进程中打开的文件描述符默认在子进程中也是打开的，且文件描述符的引用计数加1

调用fork一次返回两次，在调用进程（称为父进程）中返回一次，返回值是新派生的进程（子进程）ID号；在子进程中又返回一次，返回值为0。

#include <stdio.h>
    #include <unistd.h>
    
    int main()
    {
        pid_t pid;
        pid = fork();
        if(pid == 0)
        {   
            printf("This is child.\t");
            printf("My parent ID : %d\t",getppid());
            printf("PID = %d\n",getpid());
            sleep(1);
        }   
        else
        {   
            printf("This is parent.\t");
            printf("My parent ID : %d\t",getppid());
            printf("PID = %d\n",getpid());
            sleep(1);
        }   
        return 0;
    }

运行结果为：  
![这里写图片描述][SouthEast]

在代码里加上sleep（1）是因为有可能会出现一种情况就是其中一个进程进行完了，已经结束运行了另外一个进程还在运行，虽然还是能运行，但是可能会出现命令行已经出现了之后又输出一句输出语句。

fork的内存复制机制：  
子进程复制父进程的数据空间（数据段）、栈和堆、父，子进程共享正文段。 也就是说，对于程序中的数据，子进程要复制一份，但是对于指令，子进程并不复制而是和父进程共享。

fork的写时复制：  
在子进程创建完成时，子进程和父进程共享内存。但是一旦共享的内存区域要被写入时（不管是子进程要写还是父进程要写）这块区域就会从父进程的进程空间复制到子进程，然后再执行写入，但是原来的内存区域还是被保护的没有被改变，这就是通常说的写时复制，目的是为了节省不必要的内存消耗。

[SouthEast]: /images/20220617/1ecea40aead64ab4919fe0d44d09f7dd.png