fork()函数

fork()会产生一个与父程序相同的子程序，唯一不同之处在於其process id(pid)。
如果我们要撰写守护程序，或是例如网路伺服器，需要多个行程来同时提供多个连线，可以利用fork()来产生多个相同的进程。

函数声明:
pid_t fork(void);
pid_t vfork(void);

返回值:
-1 : 失败。
  0 : 子程序。
>0 : 将子程序的process id传回给父程序。
在Linux下fork()及vfork()是相同的东西。

范例一: fork.c

在这个范例中，我们示范fork()的标准用法。
#include
#include
#include

void main(void)
{
  pid_t pid;

  printf("hello ");
  pid = fork();

  switch (pid) {
    case -1: printf("failure! "); break;
    case  0: printf("I am child! "); break;
    default: printf("my child is %d ",pid); break;
  }
  for (;;) { /* do something here */ }
}

编译:
gcc -o ex1 fork.c

执行结果:
./ex1 &
hello
my child is 8650
I am child!

我们可以见到，使用fork()，可将一个程式分岐成两个。在分歧之前的程式码只执行一次。

检验行程:
ps | grep ex1
 8649  p0 R    0:40 ./ex1
 8650  p0 R    0:40 ./ex1

8649是父程序的pid，8650则为子程序的pid。
您会需要用到"killall ex1"来杀掉两个行程。

 

范例二: daemon.c
在UNIX中，我们一般都利用fork()，来实作所谓的"守护神程式"，也就是DOS中所谓的"常驻程式"。一般的技巧是将父程序结束，而子程序便成为"守护神"。
这个范例中，示范一般标准的daemon写法。

#include
#include
#include

void main(void)
{
  pid_t pid;

  pid = fork();

  if (pid>0) {
    printf("daemon on duty! ");
    exit(0);
  } else
  if (pid<0) {
    printf("Can't fork! ");
    exit(-1);
  }

  for (;;) {
    printf("I am the daemon! ");
    sleep(3);
    /* do something your own here */
  }

}

编译:
gcc -o ex2 daemon.c
执行结果:
./ex2
daemon on duty!
I am the daemon!
接下来每三秒钟，都会出现一个"I am the daemon!"的讯息，这表示您的程式已经"长驻"在系统中了。

检验行程:
ps | grep ex2
8753  p0 S    0:00 ./ex2

注意到在范例一中，我们下的指令为"./ex1 &"，而在范例二中为"./ex2"，没有"&"符号。

范例三: lock.c
许多的时候，我们希望"守护神"在系统中只有一个，这时候会需要用到pid lock的技巧。如果您注意到/var/run目录中的内容，您会发现到有许多的*.pid档，观看其内容都是一些数字，这些数字其实就是该行程的pid。
#include
#include
#include

void main(void)
{
  FILE *fp;
  pid_t pid;

  if (access("/var/run/lock.pid",R_OK)==0) {
    printf("Existing a copy of this daemon! ");
    exit(1);
  }

  pid = fork();

  if (pid>0) {
    printf("daemon on duty! ");

    fp = fopen("/var/run/lock.pid","wt");
    fprintf(fp,"%d",pid);
    fclose(fp);

    exit(0);
  } else
  if (pid<0) {
    printf("Can't fork! ");
    exit(-1);
  }
 
   for (;;) {
    printf("I am the daemon! ");
    sleep(3);
  }
}

编译:
gcc -o ex3 lock.c
执行:
./ex3
daemon on duty!
I am the daemon!

再执行一次
./ex3

Existing a copy of this daemon!

这时如果您将该行程杀掉，并重新执行:
killall ex3
./ex3

Existing a copy of this daemon!

您会发现daemon无法再度长驻，因为/var/run/lock.pid并没有因为行程被杀掉而删除掉。一般来说，开机後的启动Script，会将/var/run中所有内容自动清除，以避免这个问题的发生。如果您想要在行程被杀掉时，将/var/run/lock.pid也一并删除，那麽您需要利用signal来处理这件事。

您可手动删除该档案，daemon便可再度执行。
rm /var/run/lock.pid

 

范例四: children.c
如果您正在写伺服器，您可能会需要复制出许多的子行程，用以提供同时多人的服务，这时可利用fork()，一次复制出多个子行程。最佳的例子为Apache WWW Server。
#include
#include
#include

#define MAX_CHILD 9

void main(void)
{
  pid_t pid;
  int  n;

  printf("hello ");

  n = 0;
  do {

    pid = fork();
    n++;

    switch (pid) {
      case -1:
        printf("failure! ");
        exit(-1);
      break;
      case  0:
        printf("I am child %d! ",n);
      break;
      default:
        printf("my child is %d ",pid); break;
    }
  } while (pid!=0&&n<="" />

  if (pid>0) exit(0);

  for (;;) { /* do something here */ }
}

编译:
gcc -o ex4 children.c
执行结果:
./ex4
hello
my child is 8863
I am child 1!
my child is 8864
I am child 2!
my child is 8865
I am child 3!
my child is 8866
I am child 4!
my child is 8867
I am child 5!
my child is 8868
I am child 6!
my child is 8869
I am child 7!
my child is 8870
I am child 8!
my child is 8871
I am child 9!

检验行程:
ps | grep ex4
 8863  p0 R    0:12 ./ex4
 8864  p0 R    0:12 ./ex4
 8865  p0 R    0:12 ./ex4
 8866  p0 R    0:12 ./ex4
 8867  p0 R    0:12 ./ex4
 8868  p0 R    0:12 ./ex4
 8869  p0 R    0:11 ./ex4
 8870  p0 R    0:12 ./ex4
 8871  p0 R    0:12 ./ex4