fork系统调用

1.预备知识

不妨简单理解为，一个进程表示的，就是一个可执行程序的一次执行过程中的一个状态。操作系统对进程的管理，典型的情况，是通过进程表完成的。进程表中的每一个表项，记录的是当前操作系统中一个进程的情况。对于单 CPU的情况而言，每一特定时刻只有一个进程占用 CPU，但是系统中可能同时存在多个活动的（等待执行或继续执行的）进程。

一个称为“程序计数器（program counter, pc）”的寄存器，指出当前占用 CPU的进程要执行的下一条指令的位置。

当分给某个进程的 CPU时间已经用完，操作系统将该进程相关的寄存器的值，保存到该进程在进程表中对应的表项里面；把将要接替这个进程占用 CPU的那个进程的上下文，从进程表中读出，并更新相应的寄存器（这个过程称为“上下文交换(process context switch)”，实际的上下文交换需要涉及到更多的数据，那和fork无关，不再多说，主要要记住程序寄存器pc指出程序当前已经执行到哪里，是进程上下文的重要内容，换出 CPU的进程要保存这个寄存器的值，换入CPU的进程，也要根据进程表中保存的本进程执行上下文信息，更新这个寄存器）。

2.fork系统调用

当你的程序执行到下面的语句：

pid=fork();

操作系统创建一个新的进程（子进程），并且在进程表中相应为它建立一个新的表项。新进程和原有进程的可执行程序是同一个程序；上下文和数据，绝大部分就是原进程（父进程）的拷贝，但它们是两个相互独立的进程！此时程序寄存器pc，在父、子进程的上下文中都声称，这个进程目前执行到fork调用即将返回（此时子进程不占有CPU，子进程的pc不是真正保存在寄存器中，而是作为进程上下文保存在进程表中的对应表项内）。问题是怎么返回，在父子进程中就分道扬镳。

父进程继续执行，操作系统对fork的实现，使这个调用在父进程中返回刚刚创建的子进程的pid（一个正整数），所以下面的if语句中pid<0, pid==0的两个分支都不会执行。所以输出i am the parent process...

子进程在之后的某个时候得到调度，它的上下文被换入，占据 CPU，操作系统对fork的实现，使得子进程中fork调用返回0。所以在这个进程（注意这不是父进程了哦，虽然是同一个程序，但是这是同一个程序的另外一次执行，在操作系统中这次执行是由另外一个进程表示的，从执行的角度说和父进程相互独立）中pid=0。这个进程继续执行的过程中，if语句中pid<0不满足，但是pid==0是true。所以输出i am the child process...

我想你比较困惑的就是，为什么看上去程序中互斥的两个分支都被执行了。在一个程序的一次执行中，这当然是不可能的；但是你看到的两行输出是来自两个进程，这两个进程来自同一个程序的两次执行。

3.我们来给出详细的注释

#include

#include

int main(void)

{

 pid_t pid;

 int count=0;

 /*此处，执行fork调用，创建了一个新的进程，

 这个进程共享父进程的数据和堆栈空间等，这之后的代码指令为子进程创建了一个拷贝。

 fork 调用是一个复制进程，fork 不象线程需提供一个函数做为入口，

 fork调用后，新进程的入口就在 fork的下一条语句。*/

 pid = fork();

  /*此处的pid的值，可以说明fork调用后，目前执行的是那父进程还是子进程*/

 printf( "Now, the pid returned by calling fork() is %d\n", pid );

  if ( pid>0 )

 {   

  /*当fork在子进程中返回后，fork调用又向父进程中返回子进程的pid，

  如是该段代码被执行，但是注意的事，count仍然为0，

  因为父进程中的count始终没有被重新赋值,

  这里就可以看出子进程的数据和堆栈空间和父进程是独立的，而不是共享数据*/

  printf( "This is the parent process,the child has the pid:%d\n", pid );

  printf( "In the parent process,count = %d\n", count );

 }

 else if ( !pid )

 { /*在子进程中对count进行自加1的操作，但是并没有影响到父进程中的count值，父进程中的count值仍然为0*/

  printf( "This is the child process.\n");

  printf( "Do your own things here.\n" );

  count++;

  printf( "In the child process, count = %d\n", count );

 }

 else

 {

  printf( "fork failed.\n" );

 }

  return 0;

}