Linux中fork()函数的使用

进程在执行过程中，可以通过系统调用的方式创建多个新进程。Linux系统提供了两种创建进程的方式：函数fork()用来创建一个新进程，该进程几乎是当前进程的一个完全副本；函数exec()函数用来启动另外的进程以取代当前运行的进程。这里主要介绍如何利用fork()函数创建新的进程以及fork()函数的工作机制。

fork在英中有“分叉”的含义，在Linux系统中，这个名字比较形象，因为一个进程在运行中，如果使用了fork，就产生了另一个与之完全相同的进程，于是进程就“分叉”了。

fork函数原型：

pid_t fork(void);

头文件：

#include<unistd.h>

返回值：子进程中返回0，父进程中返回子进程的ID，出错返回-1

功能：fork函数被调用一次，但返回两次。两次返回的唯一出别是child process的返回值是0，而父进程的返回值则是child process的进程ID。所以可以通过fork函数的返回值来进入父子进程独有的代码段（但是要借助ifelse（else if else ）选择语句）。
注意：

• 己的数据段父子进程共享代码段，但是分别拥有自和堆栈段。
• 每个进程都可以通过调用getpid()来获取自己的id，也可以调用getppid()来获取父进程的id。
• fork之后，操作系统会复制一个与父进程完全相同的子进程，虽说是父子关系，但是在操作系统看来，他们更像兄弟关系，这2个进程共享代码空间，但是数据空间是互相独立的，子进程数据空间中的内容是父进程的完整拷贝，指令指针也完全相同，子进程拥有父进程当前运行到的位置。
• 至于那一个最先运行，可能与操作系统（调度算法）有关，而且这个问题在实际应用中并不重要，如果需要父子进程协同，可以通过原语的办法解决。

可以先看一个简单的例子：

#include<unistd.h>#include<stdio.h>int main() {pid_t pid;int var = 0;pid = fork();if (pid<0 ) {printf("error int fork!\n");}else if ( pid==0) {printf("This is the child process,pid is %d.\n",getpid());var = 100;}else {printf("This is the parent process,pid is %d.\n",getpid());var = 50;}printf("var is %d.\n",var);return 0;}

在Linux运行的结果是：

This is the parent process,pid is 7052.var is 50.This is the child process,pid is 7053.var is 100.

通过var的值可以看出，最后一个printf()的输出是在不同的进程中的。这里的父进程就是执行的main函数。子进程是父进程的副本，开始于fork函数。

从fork函数开始以后的代码父子共享，即父进程要执行这段代码，子进程也要执行这段代码。（子进程获得父进程数据空间,堆和栈的副本。但是父子进程并不共享这些存储空间部分。父，子进程共享代码段。）

也就是说，子进程一旦开始运行，虽然它继承了父进程的一切数据（fork之前的数据父，子进程是一样的），但fork之后数据却已经分开，相互之间不再有影响了。

再看一个复杂一点的例子：

#include<unistd.h>#include<stdio.h>int main() {pid_t pid;int i = 0;int root = 0;printf("r\t i\t C/P\t ppid\t pid\n");//pid = fork();for (i=0; i<2; ++i) {pid = fork();if (pid < 0 ) {printf("error int fork!\n");}else if ( pid==0 ) {root++;printf("%d\t %d\t child\t %d\t %d\n",root ,i,getppid(),getpid());//sleep(1);}else {//root++;printf("%d\t %d\t parent\t %d\t %d\n",root ,i,getppid(),getpid());}}return 0;}

在Linux运行的结果是：

r i C/P ppid pid0 0 parent 31768 62361 0 child 6236 62370 1 parent 31768 62361 1 child 6236 62381 1 parent 6236 62372 1 child 6237 6239

在上面的输出结果中，第一列表示当前进程是否为根进程，第二列表示for循环中i的值，第三列描述当前进程是父进程还是子进程，第四列表示当前进程的父进程ID，第五列表示当前进程的ID。

其执行过程大概像这样（注意图片是copy别人的，参数不一样）：

因为fork()函数是在for循环里面，所以 这个程序最终产生了3个子进程，执行过6次printf（）函数。

注意一般来说，在fork之后的父进程先执行还是子进程先执行是不确定的。（取决于内核的调度算法）

参考文献：

[1]. http://blog.csdn.net/jason314/article/details/5640969

[2]. http://blog.csdn.net/theone10211024/article/details/13774669

[3]. http://blog.csdn.net/yangcs2009/article/details/39267733