进程-（2）

创建子进程

1、 fork() 函数，创建一个新进程
1) 如果创建失败， 出错返回-1
2) 由fork函数创建的进程叫子进程(child proccess)
3) 此函数调用一次，返回两次。分别在子进程和和父进程中返回，子进程中返回0，父进程返回子进程的PID
4) 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，但子进程共享父进程的正文段
5) fork之后 父子进程会继续执行。父进程先执行还是子进程先执行不确定
6) fork时，文件描述符也会被复制，那么两个进程可能会共享同一个文件表。
7) fork失败的原因
　　系统中有太多的进程
　　实际用户ID的进程总数已经超过系统限制。
8) fork的用法
一个父进程希望复制自己，使父子进程同时执行不同的代码段
一个进程要执行一个不同的程序
fork() 通过复制父进程 创建子进程
9) 使用例子说明
fork() 非常简单的复杂函数。
pid_t fork(void);

 

2、 代码验证阶段：

例子1： fork()后的效果

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

int main(){

  printf("begin\n");

  pid_t pid = fork();

  printf("end:%d\n",pid);

}

 

aiyq195@aiyq195-virtual-machine:~/桌面/uc$ gcc fork.c -o fork

aiyq195@aiyq195-virtual-machine:~/桌面/uc$ ./fork

begin

end:6090

end:0

 

结果如上：

产生上面的结果的思考，fork函数调用后，才会创建子进程，fork()之前的代码，因为只有父进程在运行，所以，只有一个begin打印出来，而后，fork()函数创建了子进程，这时候父子进程都会执行后续的代码，也就是fork()后面的printf()函数，会执行两遍；产生两个end；

fork()创建子进程后，fork()之前的代码只有父进程执行一次，fork()之后的代码父子进程都执行一次(一共执行二次)。

而返回的ID，fork()函数也会返回2次，父进程返回 子进程pid，子进程返回 0。

 

例子2： fork()后父子进程的查看

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

int main()

{

　　printf("begin\n");//要求:在父进程加上打印子进程ID

　　pid_t pid = fork();//在子进程中加上打印父进程ID

　　if(pid == 0)

　　{//子进程

    　　printf("子进程pid=%d,父进程pid=%d\n",getpid(),getppid());

　　}

　　else

　　{//父进程

　　　　printf("父进程pid=%d,子进程pid=%d\n",getpid(),pid);

  　　}

}

 

结果如下：

aiyq195@aiyq195-virtual-machine:~/桌面/uc/day06$ ./fork2

begin

父进程pid=6238,子进程pid=6239

子进程pid=6239,父进程pid=6238

可以看出：

fork()创建子进程后，规范中没有确定谁先运行，父子进程谁先运行 和 操作系统自身的算法有关，Linux中 父子进程谁先运行是 不确定的。

也就是说，这里可能子进程里获取到的父进程id，也有可能是1（即init进程）。

 

例子3：fork()查看变量
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int i = 10;//全局变量
int main()
{
　　int i2 = 10;//栈
　　int* pi = malloc(4);//堆
　　*pi = 10;
　　pid_t pid = fork();
　　int i4 = 10;//不是复制，是父子进程分别定义
　　if(pid == 0)
　　{//子进程
　　　　i = 20; i2 = 20; *pi = 20; i4 = 20;
　　　　printf("child:i=%d,i2=%d,*pi=%d,i4=%d\n",i,i2,*pi,i4);
　　　　printf("child:%p,%p,%p,%p\n",&i,&i2,pi,&i4);
　　　　exit(0); //退出子进程
　　}
　　sleep(2); //可以确保子进程先进行
　　printf("father:i=%d,i2=%d,*pi=%d,i4=%d\n",i,i2,*pi,i4);
　　printf("father:%p,%p,%p,%p\n",&i,&i2,pi,&i4);
}

 

结果如下：
aiyq195@aiyq195-virtual-machine:~/桌面/uc/day06$ ./fork3
child:i=20,i2=20,*pi=20,i4=20
child:0x804a030,0xbf954cc0,0x9260008,0xbf954cc4
father:i=10,i2=10,*pi=10,i4=10
father:0x804a030,0xbf954cc0,0x9260008,0xbf954cc4

可以说明：内存有复制；
fork()在创建子进程时，复制父进程的除代码区之外的内存区域，和父进程 完全共享代码区。

其实，上面的内容，通俗点说就是，fork()函数执行后，父进程还在原来的内存区域内，而它产生的子进程呢，会再找一个内存区域，来存放子进程自己的数据，子进程会把父进程的代码内容给拷贝过来，但是，它如果变化；它自己内部修改，它只会修改自己的那片内存区的数据，而父进程，不会因为子进程的改变，而改变；

例子4：fork()关于文件

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

int main()
{
　　int fd = open("a.txt",O_RDWR|O_CREAT,0666);
　　if(fd == -1)

　　{

　　　　perror("open"),exit(-1);

　　}

　　pid_t pid = fork();//先open()后fork() 一张文件表
　　if(pid == 0 )
　　{
　　　　write(fd,"abc",3);
　　　　close(fd);
　　　　exit(0);
　　}
　　sleep(1);
　　write(fd,"123",3);
　　close(fd);
}
结果如下：
aiyq195@aiyq195-virtual-machine:~/桌面/uc$ cat a.txt
abc123
fork()创建子进程，如果父进程有文件描述符，子进程将复制文件描述符，但不复制文件表。
如果文件在fork()函数之前打开，父子进程只有一个偏移量，也就是只有一张文件表：

也就是说，如果父进程有打开一个文件，子进程跟父进程会共用一个文件描述符，而且是针对一个文件；

 

例子5：fork()在文件打开之前
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

int main()
{
　　pid_t pid = fork();//先fork()后open(),两个文件表
　　int fd = open("a.txt",O_RDWR|O_CREAT,0666);
　　if(fd == -1)
　　{
　　　　perror("open"),exit(-1);
　　}
　　if(pid == 0 )
　　{
　　　　write(fd,"abc",3);
　　　　close(fd);
　　exit(0);
　　}
　　sleep(1);
　　write(fd,"123",3);
　　close(fd);
}

结果如下：
aiyq195@aiyq195-virtual-machine:~/桌面/uc$ ./fork4
aiyq195@aiyq195-virtual-machine:~/桌面/uc$ ls
a.txt fork2 fork3 fork4 fork5 fork.c
fork fork2.c fork3.c fork4.c fork5.c
aiyq195@aiyq195-virtual-machine:~/桌面/uc$ cat a.txt
123

fork()创建子进程之前，打开的文件，则父进程有文件描述符，子进程将复制文件描述符，但不复制文件表。也就是说这时候，有两个文件描述符，但是只有一个文件表，也就是一个文件偏移量；
如果创建子进程之后，才open的文件；则有两个文件描述符，两张表；
文件偏移量存在文件表中，不存在描述符中；

上面的内容，也就说明了，进程对于文件的操作内容：如果在fork之前，则父子进程共用一个文件表，有两个文件描述符，如果在fork之后，则有两个文件表，两个文件描述符。后执行的会吧先执行的给冲掉；

 

例子6：孤儿进程
思路：先打印 子进程的父进程，然后子进程sleep(),父进程在sleep()期间结束，子进程sleep
()结束后 再次打印父进程。

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

int main()
{
　　pid_t pid = fork();
　　if(pid == 0)
　　{//子进程满足条件，而父进程判断不满足
　　　　printf("pid=%d,ppid=%d\n",getpid(),getppid());
　　　　sleep(3);
　　　　printf("pid=%d,ppid=%d\n",getpid(),getppid());
　　　　exit(0);
　　}
　　sleep(1);
}

结果如下:
aiyq195@aiyq195-virtual-machine:~/桌面/uc/day06$ ./fork5
pid=6463,ppid=6462
pid=6463,ppid=1
因为，父子进程都建立后，子进程的打印开始，也可能是父进程先开始，但是，父进程直接休眠了，然后是子进程开始休眠，父进程先休眠结束，接着结束，然后，子进程再次醒来，发现父进程已经死掉，则认1进程为父进程；