首页 > 代码库 > fork函数的基本介绍和应用
fork函数的基本介绍和应用
从fork()函数的角度来看，一个进程大致包括以下三点：
代码
数据
分配给进程的资源
fork()函数通过系统调用，创建一个与原来进程几乎完全相同的进程，接入点从调用fork()函数处开始。也就是两个进程在之后的步骤里可以做完全相同的事，但如果初始参数或者传入的变量不同，或者是判断条件不同，两个进程也可以做不太一样的事。
一个进程调用fork()函数后，系统先给新的进程分配资源，例如存储数据和代码的空间。然后把原来的进程的所有值都复制到新的新进程中，只有少数值与原来的进程的值不同，相当于孪生兄弟。
一个同学给我的例子：
what happens when the follwing code executes?
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
int main(void)
{
pid_t childpid;
pid_t mypid;
mypid = getpid();
childpid = fork();//此处开始进行fork接入
if(childpid == -1)
{
perror("Failed to fork");
return 1;
}
if(childpid == 0) //child code
printf("I am child %ld,ID = %ld\n",(long)getpid(),(long)mypid);
else //parent code
printf("I am parent %ld,ID = %ld\n",(long)getpid(),(long)mypid);
return 0 ;
}
结果为：
I am parent 14789,ID = 14789
I am child 14790,ID = 14789
ID即mypid，由于fork执行前就得到了值，所以在两个进程中都没有变化。但是fork新产生的一个进程，即子进程，其pid发生的变化。
由于在父进程中，fork返回新创建子进程的id，即14790，所以条件 if(childpid == 0) 不成立，故输出 I am parent
在子进程中，fork返回0，故输出I am child...
在语句childpid = fork();之前，只有一个进程在执行这段代码，但在这条语句之后，就变成两个进程在执行了，这两个进程的几乎完全相同，将要执行的下一条语句都是 if(childpid == -1)……
为什么两个进程的childpid 不同呢，这与fork函数的特性有关。fork调用的一个奇妙之处就是它仅仅被调用一次，却能够返回两次，它可能有三种不同的返回值：
1)在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID;
2)在子进程中，fork返回0;
3)如果出现错误，fork返回一个负值;
在fork函数执行完毕后，如果创建新进程成功，则出现两个进程，一个是子进程，一个是父进程。在子进程中，fork函数返回0，在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID，注意此ID一定大于0。我们可以通过fork返回的值来判断当前进程是子进程还是父进程。
有人这样解释childpid 的值为什么在父子进程中不同：“其实就相当于链表，进程形成了链表，父进程的childpid (p 意味point)指向子进程的进程id, 因为子进程没有子进程，所以其childpid 为0。
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。
创建新进程成功后，系统中出现两个基本完全相同的进程，这两个进程执行没有固定的先后顺序，哪个进程先执行要看系统的进程调度策略。
每个进程都有一个独特(互不相同)的进程标识符(process ID)，可以通过getpid()函数获得，还有一个记录父进程pid的变量，可以通过getppid()函数获得变量的值。
fork执行完毕后，出现两个进程，有人问两个进程的内容完全一样啊，怎么打印的结果会不一样。那是因为判断条件的原因，上面列举的只是进程的代码和指令，还有变量啊，变量mypid在两个进程中保持了不变。
执行完fork后，进程1的变量为mypid=14789，childpid !=0(父进程)。进程2的变量为mypid=14789，childpid ==0(子进程)，这两个进程的变量都是独立的，存在不同的地址中，不是共用的，这点要注意。可以说，我们就是通过childpid 来识别和操作父子进程的。
可能还有人疑惑为什么不是从#include处开始复制代码的，而是从fork之后。这是因为fork是把进程当前的情况拷贝一份，执行fork时，进程已经执行完了 mypid = getpid();fork只拷贝下一个要执行的代码到新的进程。
二、fork进阶知识
先看一份代码：
[cpp] view plaincopy
/*
* fork_test.c
* version 2
* Created on: 2010-5-29
* Author: wangth
*/
#include
#include
int main(void)
{
int i=0;
printf("i son/pa ppid pid fpid/n");
//ppid指当前进程的父进程pid
//pid指当前进程的pid,
//fpid指fork返回给当前进程的值
for(i=0;i<2;i++){
pid_t fpid=fork();
if(fpid==0)
printf("%d child %4d %4d %4d/n",i,getppid()，getpid()，fpid);
else
printf("%d parent %4d %4d %4d/n",i,getppid()，getpid()，fpid);
}
return 0;
}
运行结果是：
i son/pa ppid pid fpid
0 parent 2043 3224 3225
0 child 3224 3225 0
1 parent 2043 3224 3226
1 parent 3224 3225 3227
1 child 1 3227 0
1 child 1 3226 0
这份代码比较有意思，我们来认真分析一下：
第一步：在父进程中，指令执行到for循环中，i=0，接着执行fork，fork执行完后，系统中出现两个进程，分别是p3224和p3225(后面我都用 pxxxx表示进程id为xxxx的进程)。可以看到父进程p3224的父进程是p2043，子进程p3225的父进程正好是p3224。我们用一个链表来表示这个关系：
p2043->p3224->p3225
第一次fork后，p3224(父进程)的变量为i=0，fpid=3225(fork函数在父进程中返向子进程id)，代码内容为：
[c-sharp] view plaincopy
for(i=0;i<2;i++){
pid_t fpid=fork();//执行完毕，i=0，fpid=3225
if(fpid==0)
printf("%d child %4d %4d %4d/n",i,getppid()，getpid()，fpid);
else
printf("%d parent %4d %4d %4d/n",i,getppid()，getpid()，fpid);
}
return 0;
p3225(子进程)的变量为i=0，fpid=0(fork函数在子进程中返回0)，代码内容为：
[c-sharp] view plaincopy
for(i=0;i<2;i++){
pid_t fpid=fork();//执行完毕，i=0，fpid=0
if(fpid==0)
printf("%d child %4d %4d %4d/n",i,getppid()，getpid()，fpid);
else
printf("%d parent %4d %4d %4d/n",i,getppid()，getpid()，fpid);
}
return 0;
所以打印出结果：
0 parent 2043 3224 3225
0 child 3224 3225 0
第二步：假设父进程p3224先执行，当进入下一个循环时，i=1，接着执行fork，系统中又新增一个进程p3226，对于此时的父进程，p2043->p3224(当前进程)->p3226(被创建的子进程)。
对于子进程p3225，执行完第一次循环后，i=1，接着执行fork，系统中新增一个进程p3227，对于此进程，p3224->p3225(当前进程)->p3227(被创建的子进程)。从输出可以看到p3225原来是p3224的子进程，现在变成p3227的父进程。父子是相对的，这个大家应该容易理解。只要当前进程执行了fork，该进程就变成了父进程了，就打印出了parent。
fork函数的基本介绍和应用