fork详解 非常好（转载）

 

三、getpid

在2.4.4版内核中，getpid是第20号系统调用，其在Linux函数库中的原型是：

         #include /* 提供类型pid_t的定义 */

         #include /* 提供函数的定义 */

pid_t getpid(void);

getpid的作用很简单，就是返回当前进程的进程ID，请大家看以下的例子：

/* getpid_test.c *

/#include

main()

{      

printf("The current process ID is %d\n",getpid());

}

细心的读者可能注意到了，这个程序的定义里并没有包含头文件sys/types.h，这是因为我们在程序中没有用到pid_t类型，pid_t类型即为进程ID的类型。事实上，在i386架构上（就是我们一般PC计算机的架构），pid_t类型是和int类型完全兼容的，我们可以用处理整形数的方法去处理pid_t类型的数据，比如，用"%d"把它打印出来。

编译并运行程序getpid_test.c：

$gcc getpid_test.c -o getpid_test

$./getpid_test

The current process ID is 1980（你自己的运行结果很可能与这个数字不一样，这是很正常的。）

再运行一遍：

$./getpid_test

The current process ID is 1981

正如我们所见，尽管是同一个应用程序，每一次运行的时候，所分配的进程标识符都不相同。

四、fork

在2.4.4版内核中，fork是第2号系统调用，其在Linux函数库中的原型是：

         #include　 /* 提供类型pid_t的定义 */

         #include /* 提供函数的定义 */

             pid_t fork(void);

只看fork的名字，可能难得有几个人可以猜到它是做什么用的。fork系统调用的作用是复制一个进程。当一个进程调用它，完成后就出现两个几乎一模一样的进程，我们也由此得到了一个新进程。据说fork的名字就是来源于这个与叉子的形状颇有几分相似的工作流程。

在Linux 中，创造新进程的方法只有一个，就是我们正在介绍的fork。其他一些库函数，如system()，看起来似乎它们也能创建新的进程，如果能看一下它们的源码就会明白，它们实际上也在内部调用了fork。包括我们在命令行下运行应用程序，新的进程也是由shell调用fork制造出来的。fork有一些很有意思的特征，下面就让我们通过一个小程序来对它有更多的了解。

/* fork_test.c */

#include

#inlcude

main()

{

         pid_t pid;           /*此时仅有一个进程*/

         pid="fork"();         /*此时已经有两个进程在同时运行*/

         if(pid<0)

                   printf("error in fork!");

         else if(pid==0)

                   printf("I am the child process, my process ID is %d\n",getpid());

         else           

printf("I am the parent process, my process ID is %d\n",getpid());

}

编译并运行：

$gcc fork_test.c -o fork_test

$./fork_test

I am the parent process, my process ID is 1991

I am the child process, my process ID is 1992

看这个程序的时候，头脑中必须首先了解一个概念：在语句pid=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，这两个进程的代码部分完全相同，将要执行的下一条语句都是if(pid==0)……。

两个进程中，原先就存在的那个被称作“父进程”，新出现的那个被称作“子进程”。父子进程的区别除了进程标志符（process ID）不同外，变量pid的值也不相同，pid存放的是fork的返回值。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：

在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID；

在子进程中，fork返回0；

如果出现错误，fork返回一个负值；

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。（关于errno的意义，请参考本系列的第一篇文章。）

fork系统调用出错的可能性很小，而且如果出错，一般都为第一种错误。如果出现第二种错误，说明系统已经没有可分配的内存，正处于崩溃的边缘，这种情况对Linux来说是很罕见的。

说到这里，聪明的读者可能已经完全看懂剩下的代码了，如果pid小于0，说明出现了错误；pid==0，就说明fork返回了0，也就说明当前进程是子进程，就去执行printf("I am the child!")，否则（else），当前进程就是父进程，执行printf("I am the parent!")。完美主义者会觉得这很冗余，因为两个进程里都各有一条它们永远执行不到的语句。不必过于为此耿耿于怀，毕竟很多年以前，UNIX的鼻祖们在当时内存小得无法想象的计算机上就是这样写程序的，以我们如今的“海量”内存，完全可以把这几个字节的顾虑抛到九霄云外。

说到这里，可能有些读者还有疑问：如果fork后子进程和父进程几乎完全一样，而系统中产生新进程唯一的方法就是fork，那岂不是系统中所有的进程都要一模一样吗？那我们要执行新的应用程序时候怎么办呢？从对Linux系统的经验中，我们知道这种问题并不存在。至于采用了什么方法，我们把这个问题留到后面具体讨论。