操作系统linux环境下的fork()进程创建以及fork()与fork()的区别

fork（）函数的理解：
含义: os.fork()函数会从调用此函数的地方创建出子进程，子进程会与主进程（即父进程）一起在CPU内执行。
注意：os.fork()函数只在linux环境下才有用，如果是windows环境下，会报错 no os.fork()。
1、每个进程都有一个独特（互不相同）的进程标识符（process ID），可以通过getpid（）函数获得，还有一个记录父进程pid的变量，可以通过getppid（）函数获得变量的值。

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：

返回值为0，代表当前进程是子进程；
返回值为非负数（>0），代表当前进程是父进程
调用失败，返回-1

直接返回getpid（）的值，则表示当前进程PID

2、使用fork函数创建一个进程，实验举例

#include 
#include 
#include 
#include 

int main()
{
	pid_t pid;
	pid=fork();    //创建子进程
	if(pid<0)
		printf("error in fork");
	else if(pid==0)
		printf("I am the child process,ID is %dn", getpid());
	else
		printf("I am the parent process,ID is %dn", getpid());
}

运行结果：

　　I am the child process,ID is 2723

　　I am the parent process,ID is 2722

实验程序分析：
1)pid=fork();
　　先来看看子进程的表现:
　　操作系统调用fork()函数创建一个新的进程(子进程),并且在进程表中相应为它建立一个新的表项,
　　此时子进程得到CPU的调度,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…
　　
　　父进程的表现:
　　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…
　　
　　2)对子进程来说,fork返回给它0,但它的pid绝对不会是0,之所以fork返回0给它,是因为它随时可以调用getpid()来获取自己的pid
　　
　　3)fork之后父子进程除非采用了同步手段,否则不能确定谁先运行,也不能确定谁先结束.认为子进程结束后父进程才从fork返回的,这是不对的,fork不是这样的,vfork才这样。
　　
　　4)父进程执行了所有的进程,而子进程只执行了fork()后面的程序,这是因为子进程继承了父进程的PC(程序计数器).

vfork与fork的区别

　　vfork与fork主要有三点区别:

　　.fork():子进程拷贝父进程的数据段，堆栈段

　　vfork():子进程与父进程共享数据段

　　.fork()父子进程的执行次序不确定vfork 保证子进程先运行,在调用 exec 或 exit 之前与父进程数据是共享的,在它调用 exec或 exit 之后父进程才可能被调度运行。

　　.vfork()保证子进程先运行,在它调用 exec 或 exit 之后父进程才可能被调度运行.如果在调用这两个函数之前子进程依赖于父进程的进一步动作,则会导致死锁。

(1)先用fork()进行试验

#include 
#include 
int main(void)
{
　　pid_t pid;
　　int count=0;
　　pid=fork();
　　count++;
　　printf("count= %dn",count);
　　return 0;
}

分析:

通过上面fork()的说明,这个程序的输出应该是:

./test

count= 1

count= 1

(2)而将fork()换成vfork()呢,程序如下

#include 
#include 
int main(void)
{
	pid_t pid;
　　int count=0;
　　pid=vfork();
　　count++;
　　printf("count= %dn",count);
　　return 0;
}

./test 执行结果:

count= 1

count= 1

Segmentation fault (core dumped)

分析:

通过将fork()换成vfork(),由于vfork()是共享数据段,为什么结果不是2呢？

答案是: vfork保证子进程先运行,在它调用 exec 或 exit 之后父进程才可能被调度运行.如果在调用这两个函数之前子进程依赖于父进程的进一步动作,则会导致死锁.

(3)做最后的修改,在子进程执行时,调用_exit(),程序如下:

#include 
#include 
#include 
int main(void)
{
	pid_t pid;
　　int count=0;
　　pid=vfork();
　　if(pid==0)
　　{
　　count++;
　　_exit(0);
　　}
　　else
　　{
　　count++;
　　}
　　printf("count= %dn",count);
　　return 0;
}

./test 执行结果:
　　count= 2

分析:如果子进程中如果没有调用_exit(0),则父进程不可能被执行,在子进程调用exec(),exit()之后父进程才可能被调用.

所以加上_exit(0),使子进程退出,父进程执行.

这样 else 后的语句就会被父进程执行,又因在子进程调用 exec 或 exit 之前与父进程数据是共享的,

所以子进程退出后把父进程的数据段 count 改成1了,子进程退出后,父进程又执行,最终就将count 变成了 2.