并发任务处理：fork，vfork，wait函数的使用，及详解

这两天在复习进程，把笔记上传上去，一来保存笔记，二来和大家分享一下，不多说，入主题。。。。

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

进程（process）：

函数：fork

语法：pid_t fork(); 

功能：创建子进程；父进程和子进程都会执行，子进程相当于是父进程的克隆体，主要用PID来区分，进程也会分配新的内存空间，。此函数调用一次，返回两次，在父进程中的返回值为子进程的PID，在子进程中的返回值为0。

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

函数：vfork

语法：pid_t vfork（）；

功能：vfork（）会产生一个新的子进程，其子进程会复制父进程的数据与堆栈空间，并继承父进程的用户代码，组代码，环境变量，已打开的文件代码，工作目录和资源限制等；

返回值：如果成功则在父进程会返回新建立的子进程代码PID，而在新建立的子进程则返回0.如果失败则返回-1.失败原因存在errno中（内存不足；内存不足，无法配置核心所需的数据结构空间）；

用getpid()获取子进程的PID，getppid()获取父进程的PID；

fork函数与vfork函数的区别：

前者，父子进程并发执行；后者，子进程先运行，父进程挂起，直到子进程调用exec或exit；

fork函数用于创建一个新进程。由fork（）创建的子进程是父进程的副本。即子进程获取父进程数据空间，堆和栈的副本。父子进程之间不共享这些存储空间的部分。而vfork()创建的进程并不将父进程的地址空间完全复制到子进程中，因为子进程会立即调用exit于是也就不会存放该地址空间。相反，在子进程调用exit之前，它在父进程的空间进行。

vfork保证子进程先运行，在调用exit之前与父进程数据是共享的，在它调用exit之后父进程才可能被调度运行。如果在调用这两个函数之前子进程依赖于父进程的进一步动作，则会导致锁死。

+++++++

fork函数：创建子进程返回0，父进程返回子进程id，父和子进程数据不共享；

vfork函数：返回值同上；子进程在执行exit（-1）函数之前会把父进程挂起来，然后父和子进程数据共享。

+++++

相同点：两者被调用一次，但是返回两次。两次返回的唯一区别是子进程的返回值是0，而父进程的返回值则是新子进程的进程PID;

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

函数：wait；

语法：pid_t wait(int* status);

参数：status时一个整数指针，是该子进程退出的状态。若不为空，则通过它可以获得子进程的结束状态。另外，子进程的结束状态可由Linux中一些特定的宏来测试；（一般为NULL，当status为NULL时，只要有子进程退出，wait()退出阻塞(且返回值为退出的子进程的进程号)，否则一直阻塞直到有子进程退出。当调用wait()函数的进程没有子进程时，返回-1。如果参数status的值不是NULL，wait就会把子进程退出时的状态取出并存入其中，这是一个整数值(int)，指出了子进程是正常退出还是非正常结束的(一个进程也可以被其他进程用信号结束)，以及正常结束时返回值，或被哪一个信号结束的等信息。由于这些信息被存放在一个整数的不同二进制位中，所以用常规的方法读取会非常麻烦，人们就设计了一套专门的宏(macro)来完成这项工作。1、WIFEXITED(status)：这个宏用来指出子进程是否为正常退出的，如果是，它会返回一个非零值。（请注意，虽然名字一样，这里的参数status并不同意wait唯一的参数——指向整数的指针status，而是那个指针指向的整数，切记不要搞混了。）

2、WEXITSTATUS(status)：当WIFEXITED返回非零值时，我们可以用这个宏来提取子进程的返回值，如果子进程调用exit(5)退出，WEXITSTATUS(status)就会返回5；如果子进程调用exit(7)退出，WEXITSTATUS(status)就会返回7。请注意，如果进程不是正常退出，也就是说，WIFEXITED返回0，这个值就毫无意义了。）

功能：用于使父进程（也就是调用wait()的进程）阻塞，直到一个子进程结束或该进程接收到一个指定的信号为止。如果该父进程没有子进程或它的子进程已经结束，则wait()就会立即返回。

上代码：

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

void 1_child_process()
{
int count = 0;
int pid;
int status;
pid = fork();

if(pid < 0)
{
perror("first_child_process fail");
exit(-1);
}
else if(pid == 0)
{
printf("I am first child process ,the count is %d,my process id is %d  ",count,getpid());
printf("ppid = %d\n",getppid());
exit(9);
}
else 
{
printf("wait(&status) = %d\n",wait(&status));
printf("WEXITSTATUS(status) = %d\n",WEXITSTATUS(status));
printf("I am first father process ,the count is %d,my process id is %d,son id %d\n",++count,getpid(),pid);
}
}


void 2_child_process()
{
int count = 0;
int status;
pid_t pid;
pid = vfork();

if(pid < 0)
{
perror("second_child_process fail");
exit(-1);

}
else if(pid == 0)
{
printf("I am second child process, the count is %d ,my process id is %d\n",++count,getpid());
exit(5);
}
else
{
printf("wait(&status) = %d\n",wait(&status));
printf("WEXITSTATUS(status) = %d\n",WEXITSTATUS(status));
printf("I am second father process ,the count is %d,my process id is %d,son id %d\n",count,getpid(),pid);
}

}

int main()
{
// 1_child_process();
2_child_process();

return 0;
}

执行结果奉上：见图片1，2。。。。

图1

图2

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

int main()
{
pid_t pid;
pid = fork();
int status,i;

if(pid < 0)
{
perror("fail");
exit(-1);
}
else if(pid == 0)
{
printf("child process pid = %d\n",getpid());
exit(10);
}
else
{
sleep(1);
printf("father process ,wait for child...\n");
// wait(&status);
// wait(NULL);


printf("father:child pid = %d\n",pid);
/*
  wait函数功能：用于阻塞父进程，直到一个子进程结束，或该进程收到一个指定的消息位置；
printf("wait(NULL) = %d\n",wait(NULL));   //如果wait函数的参数为NULL，则此函数返回子进程的ID；
printf("WIFEXITED(status) = %d\n",WIFEXITED(status));  //相对应的，这个宏用来指出子进程是否正常退出，如果wait函数参数为NULL，则此宏返回值为0；否则为非零值； 
printf("WEXITSTATUS(status) = %d\n",WEXITSTATUS(status));   //那么返回这个宏就没什么意义；
*/
printf("wait(&status) = %d\n",wait(&status));   //如果wait函数不为空，同样的也会返回子进程的ID，并且把子进程的退出的状态取出并存入其中，用下面的宏返回；
printf("WIFEXITED(status) = %d\n",WIFEXITED(status));   //如果wait函数参数不为NULL，返回非零值；
printf("WEXITSTATUS(status) = %d\n",WEXITSTATUS(status));  //此宏返回子进程退出的状态，例如exit（7），就返回7；


}


return 0;
}

执行结果：见图片3，4.。。。。

感谢CSDN各大神！！