python fork子进程(一)

    fork是个好动西，它通过系统调用能够创建出一个与原来进程一模一样的进程，子进程可以执行和父进程一样的代码，通过逻辑控制，也可以让父进程和子进程执行完全不同的代码块。如此好用的东西，windows是没有的，所以，赶紧转到linux吧！

一、初识fork

    创建子进程的过程非常简单

pid=os.fork()

    返回值有三种

    （1） pid < 0  表示创建失败

    （2） pid = 0   此时，处在子进程中

    （3） pid > 0  此时，处在父进程中  pid 的值就是刚刚创建出来的子进程的pid

二、 第一个简单示例

    下面看一段简单的代码：

def create_child():    pid0=os.getpid()    print '主进程',pid0    try:        pid1=os.fork()    except OSError:        print u'你的系统不支持fork'        exit()    if pid1 <0:        print u'创建子进程失败'    elif pid1==0:        print '子进程 ',pid1,os.getpid(),os.getppid()    else:        print '主进程 ',pid1,os.getpid(),os.getppid()    print u'这句话,父进程和子进程都会执行'

    如果fork函数执行成功，那么从第11行开始的代码，父进程和子进程都会执行，此时，他们已经是两个完全不相干的进程了。

三、父子内存关系

    对于fork，有一点必须搞清楚，那就是原来父进程里的那些变量和子进程里的变量是什么关系。一种普遍的存在误区的理解是子进程完全拷贝了父进程的数据段、栈和堆上的内容，但实际情况是linux引入了写时拷贝技术，子进程的页表项只想了与父进程相同的物理内存页，这样只拷贝父进程的页表项就可以了，这些页面被标记为只读，如果父子进程都不去修改内存内容，大家相安无事，一旦父子进程中的某一个尝试修改，就会引发缺页异常。此时，内核会尝试为该页面创建一个新的物理页面，并将内容真实的复制到物理页面中，这样，父子页面就各自拥有了各自的物理内存。

    看下面这段代码：

class TestFork():    def __init__(self,age):        self.age = agetf = TestFork(10)def child_work():    tf.age = os.getpid()    print 2,tf.age,tf,'\n'    while True:        print u'我是子进程',os.getpid()        time.sleep(5)def parent_work():    print 1,tf.age,tf,'\n'    while True:        print u'我是主进程',os.getpid()        time.sleep(5)def fork_many_child(count):    if count == 0:        parent_work()    pid1=os.fork()    if pid1==0:        child_work()    else:        fork_many_child(count-1)if __name__ == '__main__':    fork_many_child(3)

在父进程中，我创建了一个TestFork对象，子进程里去修改age的值，然后打印，你会发现，每个进程都有自己的tf对象，实际运行结果如下

1 10 <__main__.TestFork instance at 0x101d51950> 2 57320 <__main__.TestFork instance at 0x101d51950> 2 57321 <__main__.TestFork instance at 0x101d51950> 我是主进程 57318我是子进程 573202 57319 <__main__.TestFork instance at 0x101d51950> 

四、收尸

    如果父进程还存在，而子进程退出了，那么子进程会变成一个僵尸进程，父进程必须为他收尸。如果父进程先结束了，而子进程还没有结束，此时，子进程的父进程就变成了init进程，由它来负责为子进程退出后收尸。

    收尸有两种方法，一个是wait，一个是os.waitpid，wait是阻塞的，而os.waitpid可以设置为非阻塞的，本篇重点讲解waitpid。

    waitpid函数定义为  def waitpid(pid, options)，第一个参数取值有以下几种情况：

    （1） pid > 0  等待进程ID为pid的子进程，此时是精确打击

    （2） pid = 0 等待与调用进程同一个进程组的任意子进程

    （3） pid = -1 等待任意子进程，此时和wait等价

      (4)   pid < -1 等待进程组ID与pid 绝对值相等的所有子进程

     options 是以下几个标志位的组合

     (1)    os.WNOHANG         如果子进程没有发生变化，则立刻返回，不会阻塞

  (2) os.WUNTRACED    除了关心终止进程的信息，也关心因信号而停止的子进程信息

  (3) os.WCONTINUED   除了关心终止进程的信息，也关心因受到信号而恢复执行的子进程信息
 
  函数的返回值有两个，分别为pid 和 status：
  （1） pid = 0  表示子进程没有发生变化,status不需要理会
  （2） pid = -1 表示waitpid调用失败，此时要关心status的值，status 为 ECHLD，表示没有发现有子进程需要等待
                status 为EINTR，表示函数被信号中断
  （3） pid >0   pid是发生变化的子进程的pid，具体子进程何种状态，因为什么退出，需要根据status来判断
                如果子进程是正常退出，status就是0
                如果子进程是被信号杀死的，status记录的就是终止的信号
                如果子进程被停止，或者恢复执行，status记录对应的值，这里要重点说明一下，假设你是用SIGSTOP信号停止了子进程的运行，这个status的值可不是
SIGSTOP所对应的常量值，具体是多少，取决于系统，mac下的和linux下的值是不一样的，那怎么根据status的值来判断是停止还是恢复亦或是被信号
                杀死呢，还好，系统提供了跨平台的判断方法，具体看下面的例子
  
#coding=utf-8import osimport timeimport errnodef child_work2():    # 子进程    print u'我是子进程',os.getpid()    i = 0    while True:        print u'子进程{i}'.format(i=i)        i += 1        time.sleep(3)def test_wait():    pid = os.fork()    if pid == 0:        child_work2()    else:        print u'子进程',pid        while True:            try:                time.sleep(4)                p,status = os.waitpid(pid,os.WNOHANG|os.WUNTRACED|os.WCONTINUED)            except OSError:                print u'没有子进程需要等待'                break            print p,status            if p == 0:                pass                #print u'子进程没有退出'            elif p < 0:                if status == errno.EINTR:                    print u'被信号中断'                elif status == errno.ECHILD:                    print u'该pid不可等待'            else:                if os.WIFSTOPPED(status):                    print u'子进程并没有退出,只是停止工作'                elif os.WIFCONTINUED(status):                    print u'子进程恢复了运行'                else:                    print u'子进程结束了'                    break            time.sleep(5)if __name__ == '__main__':    test_wait()

   理论部分到此为止，还是来一个例子更直观
   程序启动后，父进程创建一个子进程，然后开始进行waitpid操作，子进程则每隔3秒做一次输出。此时执行kill -17 + 子进程的PID，子进程会停止打印，同时
父进程会提示子进程没有退出，只是停止工作，一段时间后，再执行kill -19 +子进程PID，子进程被唤醒，继续打印，而父进程也会提示子进程恢复了运行，强调一点，
我刚才讲述的是在mac环境下，mac和linux环境下的信号所对应的常量值是不一样的，执行kill -l，可以查看信号与常量值之间的关系，如果你是linux环境下实验，
发送停止信号时应该是kill -19,发送恢复信号时，应该是kill -18。
   这编辑器真难用，怎么调整都不行，难道原创的就不能有半点复制的东西么，一旦有复制就成这个鸟样。