关于linux多线程fork的理解和学习

技术分享 3年前 (2022-05-15) 0 999+

　　fork在英文中是“分叉”的意思。为什么取这个名字呢？因为一个进程在运行中，如果使用了fork函数，就产生了另一个进程，于是进程就“分叉”了，所以这个名字取得很形象。下面就看看如何具体使用fork函数，这段程序演示了使用fork的基本框架。

函数声明：

pid_t fork();

　　fork函数用于产生一个新的进程，函数返回值pid_t是一个整数，在父进程中，返回值是子进程编号，在子进程中，返回值是0。

#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h>   int main() {   printf("本程序的进程编号是：%dn",getpid());     int ipid=fork();     sleep(1);       // sleep等待进程的生成。     printf("pid=%dn",ipid);     if (ipid!=0) printf("父进程编号是：%dn",getpid());   else printf("子进程编号是：%dn",getpid());     sleep(30);    // 是为了方便查看进程在shell下用ps -ef|grep book252查看本进程的编号。 }

从 fork() 这个函数开始出现后，

便创建了子进程，并且子进程和父进程一样从fork(这个函数一起执行下去，也就是说从fork()开始的下面所有代码分别被父

进程和子进程都执行了一次，如果没有条件判断语句判别fork()的返回值，将无法分别子父进程，根据fork()的返回值可以令子父进程跳过或执行某条语句

运行结果

初学者可能用点接受不了现实。

1）一个函数（fork）返回了两个值？

2）if和else中的代码能同时被执行？

那么调用这个fork函数时发生了什么呢？fork函数创建了一个新的进程，新进程（子进程）与原有的进程（父进程）一模一样。子进程和父进程使用相同的代码段；子进程拷贝了父进程的堆栈段和数据段。子进程一旦开始运行，它复制了父进程的一切数据，然后各自运行，相互之间没有影响。

fork函数对返回值做了特别的处理，调用fork函数之后，在子程序中fork的返回值是0，在父进程中fork的返回是子进程的编号，程序员可以通过fork的返回值来区分父进程和子进程，然后再执行不同的代码。

#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h>  #include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h>  void fatchfunc() // 父进程流程的主函数 {   printf("我是老子，我喜欢孩子他娘。n"); }  void childfunc() // 子进程流程的主函数 {   printf("我是儿子，我喜欢西施。n"); }  int main() {   if (fork() > 0)   {     printf("这是父进程，将调用fatchfunc()。n");     fatchfunc();   }   else   {     printf("这是子进程，将调用childfunc()。n");     childfunc();   }    sleep(1);   printf("父子进程执行完自己的函数后都来这里。n");   sleep(1); }

运行结果：

在上文上已提到过，子进程拷贝了父进程的堆栈段和数据段，也就是说，在父进程中定义的变量子进程中会复制一个副本，fork之后，子进程对变量的操作不会影响父进程，父进程对变量的操作也不会影响子进程。

#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h>   int i=10;   int main() {   int j=20;     if (fork()>0)  //从 fork() 这个函数开始出现后，                   //便创建了子进程并且和父进程一样从fork()                   //这个函数一起执行下去，也就是说从fork()开始的下面所有代码分别被父///进程和子进程都执行了一次，如果没有条件判断语句判别fork()的返回/////值，将无法分别子父进程，根据fork()的返回值可以令子父进程跳过或执///行某条语句    {     //如果fork大于零，证明是父进程，即执行下面的语句          i=11;j=1; sleep(1);  printf("父进程：i=%d,j=%dn",i,j);     int sum = i + j;     printf("父sum = %dn",sum);    }   else   {     //如果fork小于零，证明是子进程，执行下面的语句     i=12;j=22; sleep(1);  printf("子进程：i=%d,j=%dn",i,j);     printf("子sum = %dn",i+j);    } }

从 fork() 这个函数开始出现后，便创建了子进程，并且子进程和父进程一样从fork(这个函数一起执行下去，也就是说从fork()开始的下面所有代码分别被父

进程和子进程都执行了一次，如果没有条件判断语句判别fork()的返回值，将无法分别子父进程，根据fork()的返回值可以令子父进程跳过或执行某条语句

运行结果

来源：www.freecplus.net

作者：码农有道

作业：

（1）编写一个多进程程序，验证子进程是复制父进程的内存变量，还是父子进程共享内存变量？

复制内存变量

2）编写一个示例程序，由父进程生成10个子进程，在子进程中显示它是第几个子进程和子进程本身的进程编号。

#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h>  int main() {   int i = 0;   while (i < 10)   {      if (fork() > 0)      {       i++;       continue; //父进程回到while(循环),     }     else     {       printf("子进程第%d个，pid = %dn", i, getpid());       break;     }   }   sleep(10);    return 0; }

运行结果

3）编写示例程序，由父进程生成子进程，子进程再生成孙进程，共生成第10代进程，在各级子进程中显示它是第几代子进程和子进程本身的进程编号。

如图

#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h>  int main() {   int i = 0; //全局变量，计数器，计算第几代子进程   while (i < 10)   {      if (fork()== 0)     {       i++;       continue;     }     else     {       printf("第%d代子进程，pid = %dn", i, getpid()); 第 0 代子进程是第一个父进程            break;     }   }   sleep(10);    return 0; }

运行结果：

子进程是下一个子进程的父进程

4）利用尽可能少的代码快速fork出更多的进程，试试看能不能把linux系统搞死。

#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h>  int main() {   int i = 0; //全局变量，计数器，计算第几代子进程   while (i < 10)   {      if (fork()>0)     {       fork();                        }   }   printf("pid=%d",getpid());    return 0; }