APUE学习笔记_进程_控制进程_fork/vfork

Outline 

- 1.进程ID

- 2.创建进程 - fork

- 3.创建进程 - vfork

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1. 进程ID

pid_t - 非负整型数

每个进程都有一个非负整型数表示的唯一进程ID，其中有一些为系统保留ID，如0-系统调度进程，1-init进程

#include <unistd.h>
pid_t getpid(void);  //获取调用进程的pid
pid_t getppid(void);  //获取调用进程父进程的pid

2. 创建进程 - fork

子进程与父进程的关系：传统的做法是，在创建子进程后，它将立刻获得父进程data段、堆、栈空间的一份拷贝；但是现在更常用的做法是使用COW写时复制技术，即在子进程创建后并不立刻拷贝所有父进程的data等，而是在子进程需要访问其中某些数据时，才进行拷贝，因为子进程可能并不一定需要访问父进程所有的数据。

fork的作用是产生一个在调用进程中产生一个子进程，fork被调用一次，但是返回两次。

返回>0：表示位于子进程中

返回0：表示目前位于父进程

返回<0：出错

“fork的返回值这样规定是有道理的。fork在子进程中返回0，子进程仍可以调用getpid函数得到自己的进程id，也可以调用getppid函数得到父进程的id。在父进程中用getpid可以得到自己的进程id，然而要想得到子进程的id，只有将fork的返回值记录下来，别无它法。”

例子：

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
        pid_t pid;
        int foo1 = 1, foo2 = 2;
        printf("before fork()\n");

        if ((pid = fork()) < 0 ) {	/* return < 0, an error occurs */
                printf("fork failed.\n");
        }else if (pid == 0) {		/* return 0, then we are in child process */
                foo1++;
                foo2++;
                printf("child process: pid is %d, my parent pid is  %d\n", getpid(), getppid());
        }else if (pid > 0){		/* return > 0, then we are in parent process */
                printf("parent process: pid is %d\n", getpid());
                sleep(1); /* because we don't know child or parent is executed first*/
        }

        printf("%s: foo1 is %d, foo2 is %d\n",pid == 0 ? "child process" : "parent process", foo1, foo2);
        return 0;
}

然后调用

a.out

输出结果为：

before fork()
child process: pid is 7768, my parent pid is  7767
child process: foo1 is 2, foo2 is 3	//由此可见，child拥有自己的data段、堆、栈等，不影响父进程
parent process: pid is 7767
parent process: foo1 is 1, foo2 is 2

这次，尝试调用

a.out > ./tmp

输出结果变为：

before fork()
child process: pid is 7788, my parent pid is  7787
child process: foo1 is 2, foo2 is 3
before fork()
parent process: pid is 7787
parent process: foo1 is 1, foo2 is 2

问题：为什么这里出现了两次before fork呢？原因在于linux中的printf是基于行缓冲的，将输出冲定向到file以后，第一次printf并没有输出，而仅仅是输出到了buffer里，这样在fork以后，child便继承了该buffer，在chlid退出时，所有的buffer被冲洗，对于parent也是如此，因此，便有了两个before fork。

解决方法：在fork之前，调用fflush(stdout)，将buffer清空，这样fork以后，child的buffer中便没有了之前的残留。

3. 创建进程 - vfork

vfork与fork的重要区别在于：

a）共享父进程的地址空间

b）保证在父进程之前执行

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
        pid_t pid;
        int foo1 = 1, foo2 = 2;
        printf("before fork()\n");

        //fflush(stdout);
        if ((pid = vfork()) < 0 ) {
                printf("fork failed.\n");
        }else if (pid == 0) {
                foo1++;
                foo2++;
                printf("child process: pid is %d, my parent pid is  %d\n", getpid(), getppid());
                _exit(0);
        }else if (pid > 0){
                printf("parent process: pid is %d\n", getpid());
        }

        printf("%s: foo1 is %d, foo2 is %d\n",pid == 0 ? "child process" : "parent process", foo1, foo2);
        return 0;
}

执行a.out

before fork()
child process: pid is 10745, my parent pid is 10744
parent process: pid is 10744
parent process: foo1 is 2, foo2 is 3    //说明 child 影响parent中的变量

思考：

a）如果在vfork中调用的不是_exit()而是exit()结果会如何？？

b）如果在vfork中部调用_exit()或者exit()会如何？？