fork创建子进时关于文件操作（fwrite、fread）的那些事

    今天有个朋友突然问我一个关于fork()创建子线程然后对文件操作的问题，当时我也楞了一下，好像没什么错，可是结果就是不如我所愿，看了一会才解决了那个问题，相信广大编程爱好者可能也会遇到该类问题，故现在把该问题写到微博。

    问题：用fork创建一个子进程，然后先在父进程将hello写入到test.txt文件中，然后在子进程中将world写入到test.txt中，最后在父进程将welcome写入test.txt文件中，最后结果应为：helloworldwelcome

    出现问题的解题程序是：

filename:fork_fwrite.c

#include<stdio.h>#include<fcntl.h>//perror()的头文件#include<string.h>int main(){FILE *fp;int id;char *hello="hello";char *world="world";char *welcome="welcome";char *filename="test.txt";if((fp=fopen(filename,"w+"))==NULL){perror("fopen");return ;}if(fwrite(hello,strlen(hello),1,fp)<1)//fwrite返回成功写入文件的块数printf("fwrite hello error!\n");if((id=fork())==-1){//创建进程，失败返回-1perror("fork");return;}if(id==0){//子进程if(fwrite(world,strlen(world),1,fp)<1)//fwrite返回成功写入文件的块数printf("fwrite world error!\n");}else{//父进程sleep(1);if(fwrite(welcome,strlen(welcome),1,fp)<1)//fwrite返回成功写入文件的块数printf("fwrite welcome error!\n");}fclose(fp);return 0;}

得到的结果是：

ok，看到这个结果就知道是错，那么为什么错了呢？下面是我的解释：

        

         首先，先了解一下fork()工作的机制：对父进程的所有值都拷贝一份到子进程（包包括缓冲区的东西），但是拷贝过后，父/子进程对数据的操作是互相不影响，也就是说，他们是独立的，但是有一点就是：关于文件的操作有点特殊，对于文件的操作，他们是这样工作的，比如在父进程open一个文件，那么就会有一个文件描述符并且该文件描述符会有一个条目，并且在文件系统中也有相应的条目，当创建一个子进程时，文件描述符会自增一个条目，当在父/子进程调用了close函数时，文件描述符就会自减1，但是另一个的进程还可对该文件描述符进行操作，直到文件描述符的条目自减到0时，才关闭了文件描述符的作用。

所以上述代码的父/子进程都能执行fclose，但是当子进程先结束时，父进程还是可以对test.txt文件进行写入。

   对于文件描述符、条目这部分可以参考

http://blog.csdn.net/cws1214/article/details/9703743。

    而fwrite是带缓冲的，write不带缓冲，这个会有什么影响呢？如果你是用open()、read()、write()函数替换相应的fopen()、fread()、fwrite()函数，那么该问题完全不会出现，因为他是实时写入文件的，而fwrite是带缓冲的，相当于说把hello先放在缓冲区，没有写入到文件里面。

    对于上述代码的执行顺序：

    1）先将hello放入父进程缓冲区；

    2）创建子进程，此时把父进程的缓冲区的值(hello)也拷贝过去，也就是说父子进程的缓冲区都有hello，但是还没有写入test.txt文件中。

    3）子进程将world写入子进程的缓冲区里，此时子进程的缓冲区的值变为:helloworld

    4）子进程执行fclose(fp)，将子进程缓冲区的东西写入文件中，然后关闭文件（子进程就不能再访问该文件，但父进程还有访问读写权限），结束子进程。此时文件的内容变为：helloworld

    5）父进程将welcome写入缓冲区里父进程的缓冲区，此时父进程的缓冲区的值为：hellowelcome

    6）父进程调用fclose(fp)函数，此时会把缓冲区的值写入文件，所以才会得到文件值为：helloworldhellowelcome的结果。

对于使用write函数实现的代码如下：

filename:fork_write.c

#include<stdio.h>#include<fcntl.h>//perror()的头文件#include<string.h>int main(){int fd;int id;char *hello="hello";char *world="world";char *welcome="welcome";char *filename="test.txt";if((fd=open(filename,O_WRONLY))==-1){perror("fopen");return ;}if(write(fd,hello,strlen(hello))<1)//write返回成功写入文件的字节数printf("write hello error!\n");if((id=fork())==-1){//创建进程，失败返回-1perror("fork");return;}if(id==0){//子进程if(write(fd,world,strlen(world))<1)//write返回成功写入文件的字节数printf("write world error!\n");}else{//父进程sleep(1);if(write(fd,welcome,strlen(welcome))<1)//write返回成功写入文件的字节数printf("write welcome error!\n");}close(fd);return 0;}

结果：

总结：

1、fork是拷贝值，包括缓冲区的值，而对于文件操作来说，父子进程是共享的，而且父子进程任意一个关闭文件时，另一个是不受其影响的，照样还可以访问。

2、fwrite是带缓冲区的，而write是不带缓冲区的，它可以实时写入。