简述fork函数的用法

1、fork函数的定义

     头文件：

#include<unistd.h>

#include<sys/types.h>

 

    函数原型：

 

   pid_t fork( void);

（pid_t 是一个宏定义，其实质是int 被定义在#include<sys/types.h>中）

返回值： 若成功调用一次则返回两个值，子进程返回0，父进程返回子进程ID；否则，出错返回-1

 

    函数说明：

 

   一个现有进程可以调用fork函数创建一个新进程。由fork创建的新进程被称为子进程（child process）。fork函数被调用一次但返回两次。两次返回的唯一区别是子进程中返回0值而父进程中返回子进程ID。

   子进程是父进程的副本，它将获得父进程数据空间、堆、栈等资源的副本。注意，子进程持有的是上述存储空间的“副本”，这意味着父子进程间不共享这些存储空间。

UNIX将复制父进程的地址空间内容给子进程，因此，子进程有了独立的地址空间。在不同的UNIX (Like)系统下，我们无法确定fork之后是子进程先运行还是父进程先运行，这依赖于系统的实现。所以在移植代码的时候我们不应该对此作出任何的假设。

 

2、函数特点和进阶

 

  从上面的函数说明里面可以看到fork函数会有几个特点：

（1）返回两个值不同的值代表不同的意思。

（2）子进程获得父进程的数据空间和堆栈等资源并且独立的。

 

   举个简单的例子如下：

          #include <unistd.h> 
          #include <stdio.h> 
          int main()
     { 
         pid_t fpid;//fpid表示fork函数返回的值  
         fpid = fork(); 
       if (fpid < 0) 
          printf("error in fork!"); 
       else if (fpid == 0) 
           printf("I am the child process, my process id is %d\n", getpid()); 
       else 
          printf("I am the parent process, my process id is %d\n", getpid()); 
       return 0; 
    }

 

  这个例子最中的结果为：

  I am the parent process, my process id is 11594
  I am the child process, my process id is 11595

 

可以明显看出来个不同进程的不同打印出来了，具体打印什么要看linux系统的调度算法了。main函数在fork之后变成了两个进程。可以各自干各自的事情。

 

第二个例子：

int main()
{ 
    pid_t fpid;//fpid表示fork函数返回的值 
    printf("fork!");  
    fpid = fork(); 
    if (fpid < 0) 
        printf("error in fork!"); 
    else if (fpid == 0) 
        printf("I am the child process, my process id is %d\n", getpid()); 
    else 
        printf("I am the parent process, my process id is %d\n", getpid()); 
    return 0; 
}

 

这个例子比第一个例子多了一个printf(fork!");

这个例子的输出结果为：

fork!I am the parent process, my process id is 11852
fork!I am the child process, my process id is 11853

 

 上面的例子你会看到一个现象：子进程继承了父进程的数据空间，导致子进程和父进程都输出了fork!。但是如下如果加上\n

#include <unistd.h> 
#include <stdio.h> 
int main()
{ 
    pid_t fpid;//fpid表示fork函数返回的值 
    printf("fork!\n"); 
    fpid = fork(); 
    if (fpid < 0) 
        printf("error in fork!"); 
    else if (fpid == 0) 
        printf("I am the child process, my process id is %d\n", getpid()); 
    else 
        printf("I am the parent process, my process id is %d\n", getpid()); 
    return 0; 
} 

输出结果：

fork!
I am the parent process, my process id is 11950
I am the child process, my process id is 11951

 

此时结果只有一个fork!打印了，这是为什么呢？这是因为prinf的行数据缓冲问题，在没有加\n的时候数据是在缓冲区中，没有直接输出到stdout，当加上\n的时候数据会刷新输出到stdout。所以出现了上面的情况。

 

再列举一个简单的例子：

#include <unistd.h> 
#include <stdio.h>  
int main ()  
{  
    pid_t fpid; //fpid表示fork函数返回的值 
    int count=0; 
    fpid=fork();  
    if (fpid < 0)  
        printf("error in fork!\n");  
    else if (fpid == 0) { 
        printf("i am the child process, my process id is %d\n",getpid());  
        printf("child\n");
        count++; 
  } 
    else { 
       printf("i am the parent process, my process id is %d\n",getpid());  
        printf("parent\n"); 
        count++; 
    } 
    printf("%s, %d, %d\n", __FUNCTION__, __LINE__,count); 
    return 0; 
} 

输出结果为：

i am the parent process, my process id is 12163
parent
main, 92, 1
i am the child process, my process id is 12164
child
main, 92, 1

 

这个例子清晰的看到count是子进程从父进程获取到的独立的栈数据，在输出的时候分别都是1，而不是2。

 

3、fork出错可能有两种原因：
    1）当前的进程数已经达到了系统规定的上限，这时errno的值被设置为EAGAIN。
    2）系统内存不足，这时errno的值被设置为ENOMEM。

 

 

上述简单介绍fork函数的用法，后续继续讲解fork和vfork函数的区别。