关于fork函数的执行问题（源于腾讯校招笔试题目）

腾讯2012校招笔试题目中两道选择题，如下， 求输出结果

1、

#include <sys/types.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

int main(){    for(int i=0;i<2;i++){   
    fork();     
    printf("-");  

    }    
    return 0;
}

输出结果为 8个“-”

2、

#include <sys/types.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

int main(){  

    for(int i=0;i<2;i++){   
    fork();     
    printf("-\n");  

   }    
    return 0;
}

输出结果为 6个“-”

 

很纳闷，为什么一个\n换行符会对输出结果产生影响呢？究其原因就得考究fork函数是如何产生子进程。在执行fork以后，操作系统复制一份当前执行的进程的数据，包括进程的数据空间、堆和栈等，并且在进程表中相应为它建立一个新的表项。上下文也是原进程（父进程）的拷贝。但是父、子进程共享正文段，也就是CPU执行的机器指令部分，这个可共享的，在存储器中只需要一个副本，而且这个副本通常是只读的。所以子进程函数执行点是从父进程中调用fork函数开始往下执行的。关于这一点，理解父子进程关系的话，应该不难理解。而这个\n换行符对输出产生的影响则是和printf函数的缓冲机制有关。当调用printf函数的时候，函数中的输出数据是先被放入缓冲区中，而并没有直接输出到屏幕，直到往缓冲区中压入\n换行符或者是调用了flush之类的函数，才会把数据输出到屏幕。而这个缓冲区在每个子进程都拥有一份副本。所以现在就知道该如何分析了。

首先，先分析没有加\n换行符的函数，i=0时，父进程调用fork函数，此时父进程中的缓冲区中有0个“-”，其子进程2中的上下文与父进程相同，因此子进程将执行1次FOR循环，此时，该进程缓冲区拥有1个“-”，并再次调用fork产生新的子进程3，上下文内容与产生其的父进程相同，也就是缓冲区中拥有一个“-”，但是此时i=1，新产生的子进程将不再执行for循环。回到主进程，也就是一个父进程，父进程将执行两次for循环，第二次for循环将产生一个新的子进程4，其缓冲区中有一个“-”。最后别忘了每一个进程都是从fork调用点开始执行的，所以每个进程都会输出一个“-”，加起来就是8个了。

对于程序2，则在上述分析过程中，注意一下缓冲区中的数据何时被清理，就可以算出结果了。