C语言中fork的工作

Question

现在我在理解 fork() 系统调用的工作原理方面遇到了问题。 我编写了如下代码：

#include<stdio.h>
int main()
{
    int a, b;
    b=fork();

    printf("\n the value of b = %d",b);
}

该代码的输出如下：

现在我不明白为什么输出是这样的？

之后，我只需在代码中添加一行，输出就完全不同了。 我的代码如下：

int main()
{
    int a, b;
    b=fork();

当我运行代码时，输​​出如下 2389我的名字是 manish

 the value of b = 0

现在我对 fork() 调用的工作完全感到困惑。

我的问题如下：

1. fork() 是如何工作的？
2. fork() 调用后控件去了哪里？
3. 任何人都可以解释为什么问题中编写的代码的输出吗？
4. 为什么 b 的输出出现在不同的地方意味着在第一个代码中 b = 2260 的输出位于输出 b = 0 之前，而 b = 2389 的值不位于 b = 0？

请向我解释一下问题中编写的代码中 fork 的工作原理，以便我可以正确地学习它。

Answer 1

首先理解为什么使用 fork 这个词来命名这个函数可能会有所帮助。听说过“岔路口”吗？在岔路口，该过程必须分路。

首先，有一个进程正常执行，直到到达 fork 调用为止。当调用 fork 时，会创建一个新进程，它几乎在所有方面都与原始进程相同，除了 fork 函数的返回值之外。新创建的进程称为子进程，因此产生它的进程被称为父进程。

由于您希望为派生的每个分支执行不同的任务，因此您需要能够区分子进程和父进程。这就是 fork 的返回值出现的地方：fork 将子进程（新创建的进程）的进程 id (pid) 返回给父进程；它向孩子返回 0。另外，如果fork执行出错，返回值为-1。

在您的代码中，您不区分子进程和父进程，因此两个进程都会运行 fork 调用之后的整个代码。

//what the child process looks like after fork is called
int main()
{
    int a, b;
    b=fork(); // <-- current line of execution: 0 is returned to b
    printf("\nmy name is manish\n");
    printf("\n my name is anil\n");
    printf("\n the value of b = %d",b);
}

// what the parent process looks like after fork is called
int main()
{
    int a, b;
    b=fork(); // <-- current line: child process id is returned
    printf("\nmy name is manish\n");
    printf("\n my name is anil\n");
    printf("\n the value of b = %d",b);
}

正如您所看到的，两个进程在分叉后都有相同的代码，因此输出是重复的。也许如果你希望父进程输出Manish，子进程输出Anil，那么你可以这样做：

int main()
{
    pid_t b; // note that the actual return type of fork is 
             // pid_t, though it's probably just an int typedef'd or macro'd

    b = fork();
    if (b == -1) perror("Fork failed");
    else if (b > 0) {
        printf("My name is Manish\n"); // parent process
    else
        printf("My name is Anil\n"); // child process

    printf("The value of b is %d\n", b);
    return 0;
}

最后，最后必须做的注释是，在你的代码中，输出似乎是由一个进程首先执行的整个过程，然后是另一个过程的整体。情况可能并非总是如此。例如，操作系统可能允许父进程执行“manish”输出，然后让该进程等待，并将 CPU 交给子进程，然后子进程执行“manish”。然而，子进程可以继续并执行“anil”和“b”输出，完成子进程的执行，从而将执行返回到父进程。现在父级通过输出“anil”和“b”本身来完成其执行。运行该程序的最终输出可能类似于：

my name is manish     // executed by parent
my name is anil       // child
the value of b = 0    // child
my name is anil       // parent
the value of b = 2244 // parent
manish.yadav@ws40-man-lin:~$ 

看一下 的手册页分叉。
另请参阅 waitpid 以了解父进程对子进程的正确处理进程，这样你就不会创建僵尸。

编辑：为了回答您在评论中提出的问题，我将回答您如何简单地连续运行每个进程。

int main() 
{
     pid_t pid;
     int i;

     for (i=0; i<NUM_PROCESSES; i++)
     {
         pid = fork();
         if (pid == -1) 
         {
             perror("Error forking");
             return -1;
         }
         else if (pid > 0)
         {
             // parent process
             waitpid(-1, NULL, 0); //might want to look at man page for this
                                   // it will wait until the child process is done 
         }
         else 
         {
             // do whatever each process needs to do;
             // then exit()
             doProcess(i);
             exit(0);
         }
     }
     // do anything else the parent process needs to do
     return 0;
}

当然，这不是最好的代码，但它只是为了说明这一点。这里的主要思想是 waitpid 调用，它会导致父进程等待，直到它刚刚fork的子进程终止。子进程完成后，父进程在 waitpid 调用后继续，启动 for 循环的另一次迭代并派生另一个（下一个）进程。这一直持续到所有子进程都按顺序执行并且执行最终返回到父进程。

Answer 2

1. Fork 创建当前进程的副本。
2. 原始文件和副本都从调用 fork() 的位置继续执行。
3. 因为您的代码执行了两次，所以您的 print 语句也被评估两次。在复制的进程中，b的值为0。在原进程中，b的值为复制进程的进程ID。
4. 一旦您的进程开始并发运行，它们将由您的操作系统独立调度，因此您无法保证它们何时实际运行。

Answer 3

1. 分叉是由操作系统实现的。它基本上创建一个子进程并在fork()之后开始运行它。

2. 父进程接收文件进程的进程id：b=fork();b有进程id。子进程获得的 pid 为零。

3. （和 4）因为两个进程都可以并行运行或进行时间切片，所以您的输出将会有所不同。

您可能想查看一下：http://en.wikipedia.org/wiki/Fork_(operating_system) )

Answer 4

你最好从这个开始。

在这里您可以找到解释和代码示例。