目錄

1.基本了解：

2.fork函數(shù)的了解：

3.僵死進程：?

4. fork和多線程：

1.多線程中某個線程調(diào)用 fork()，子進程會有和父進程相同數(shù)量的線程嗎？

2.父進程被加鎖的互斥鎖 fork 后在子進程中是否已經(jīng)加鎖？

5.寫時拷貝：

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1.基本了解：

一個進程，包括代碼、數(shù)據(jù)和分配給進程的資源。fork 函數(shù)會新生成一個進程，調(diào)用 fork 函數(shù)的進程為父進程，新生成的進程為子進程。在父進程中返回子進程的 pid，在子進程中返回 0，失敗返回-1。

為什么兩個進程的fpid不同呢，這與fork函數(shù)的特性有關(guān)。fork調(diào)用的一個奇妙之處就是它僅僅被調(diào)用一次，卻能夠返回兩次，它可能有三種不同的返回值：
????1）在父進程中，fork返回新創(chuàng)建子進程的進程ID；
??? 2）在子進程中，fork返回0；
??? 3）如果出現(xiàn)錯誤，fork返回一個負值；
　

一個進程調(diào)用fork（）函數(shù)后，系統(tǒng)先給新的進程分配資源，例如存儲數(shù)據(jù)和代碼的空間。然后把原來的進程的所有值都復制到新的新進程中，只有少數(shù)值與原來的進程的值不同。相當于克隆了一個自己。

2.fork函數(shù)的了解：

pid_t? fork(void);

函數(shù)返回類型 pid_t 實質(zhì)是 int 類型，Linux 內(nèi)核 2.4.0 版本的定義是：

typedef? int? _kenrnel_pid_t;

typedef??_kenrnel_pid_t? pid_t;

?fork 函數(shù)會新生成一個進程，調(diào)用 fork 函數(shù)的進程為父進程，新生成的進程為子進程。
在父進程中返回子進程的 pid，在子進程中返回 0，失敗返回-1（此時才能更好理解他的返回值）。

舉個例子：

1 #include <stdio.h>2 #include <stdlib.h>3 #include <unistd.h>4 #include <string.h>5 #include <assert.h>6 7 int main()8 { char * s = NULL;9 int n = 0;10 11 pid_t pid = fork();12 assert( pid != -1 );13 if ( pid == 0 )14 {15 s = "child";16 n = 4;17 }18 else19 {20 s = "parent";21 n = 10;22 }23 24 int i = 0;25 26 for(; i < n; i++ )27 {28 printf("pid=%d,s=%s\n",getpid(),s);29 sleep(1);30 }31 32 exit(0);33 }

來看看運行結(jié)果：

?共打印了4次child,10次parent。fork（）產(chǎn)生的子進程打印了4次child.

此時還應注意fork（）產(chǎn)生的子進程和父進程之間的并發(fā)問題。

3.僵死進程：?

（1） 僵死進程概念：子進程先于父進程結(jié)束，父進程沒有調(diào)用 wait 獲取子進程退出碼。

（2）僵死進程的危害：

• 僵死進程的PID還占據(jù)著，意味著海量的子進程會占據(jù)滿進程表項，會使后來的進程無法fork.
• 僵尸進程的內(nèi)核棧無法被釋放掉，為啥會留著它的內(nèi)核棧，因為在棧的最低端，有著thread_info結(jié)構(gòu)，它包含著 struct_task 結(jié)構(gòu)，這里面包含著一些退出信息

（3）如何處理僵死進程：父進程通過調(diào)用 wait()完成。

wait函數(shù)：

?pid_t? wait(int *status);

??進程一旦調(diào)用了wait，就立即阻塞自己，由wait自動分析是否當前進程的某個子進程已經(jīng)退出，如果讓它找到了這樣一個已經(jīng)變成僵尸的子進程，wait就會收集這個子進程的信息，并把它徹底銷毀后返回；如果沒有找到這樣一個子進程，wait就會一直阻塞在這里，直到有一個出現(xiàn)為止。?

下面看例子：

1 #include <stdio.h>2 #include <stdlib.h>3 #include <unistd.h>4 #include <string.h>5 #include <assert.h>6 #include <sys/wait.h>7 int main( int argc, char* argv[], char* envp[])8 { char * s = NULL;9 int n = 0;10 11 pid_t pid = fork();12 assert( pid != -1 );13 if ( pid == 0 )14 {15 s = "child";16 n = 4;17 }18 else19 {20 s = "parent";21 n = 10;22 23 int val = 0;24 int id = wait(&val);25 26 if ( WIFEXITED(val) )27 {28 printf("id=%d,val=%d\n",id,WEXITSTATUS(val));29 }30 }31 int i = 0;32 33 for(; i < n; i++ )34 {35 printf("pid=%d,s=%s\n",getpid(),s);36 sleep(1);37 }38 39 exit(0);40 }

?運行結(jié)果如圖：

引入wait函數(shù)可以使先處理完子進程，再去處理父進程。可以有效避免僵死進程。

4. fork和多線程：

1.多線程中某個線程調(diào)用 fork()，子進程會有和父進程相同數(shù)量的線程嗎？

在Linux中，fork的時候只復制當前線程到子進程，也就是說除了調(diào)用fork的線程外，其他線程在子進程中“蒸發(fā)”了。

2.父進程被加鎖的互斥鎖 fork 后在子進程中是否已經(jīng)加鎖？

調(diào)用fork的時候，會復制父進程的所有鎖到子進程中。

假設(shè)在fork之前，一個線程對某個鎖進行的lock操作，即持有了該鎖，然后另外一個線程調(diào)用了fork創(chuàng)建子進程。可是在子進程中持有那個鎖的線程卻"消失"了，從子進程的角度來看，這個鎖被“永久”的上鎖了，因為它的持有者“蒸發(fā)”了。

5.寫時拷貝：

傳統(tǒng)的fork()系統(tǒng)調(diào)用直接把所有的資源復制給新創(chuàng)建的進程。這種實現(xiàn)過于簡單并且效率低下，因為它拷貝的數(shù)據(jù)也許并不共享，更糟的情況是，如果新進程打算立即執(zhí)行一個新的映像，那么所有的拷貝都將前功盡棄。Linux的fork()使用寫時拷貝(copy-on-write)頁實現(xiàn)。

寫時拷貝是-一種可以推遲甚至免除拷貝數(shù)據(jù)的技術(shù)。內(nèi)核此時并不復制整個進程地址空間，而是讓父進程和子進程共享同一個拷貝。只有在需要寫入的時候，數(shù)據(jù)才會被復制，從而使各個進程擁有各自的拷貝。也就是說，資源的復制只有在需要寫入的時候才進行，在此之前，只是以只讀方式共享。這種技術(shù)使地址空間上的頁的拷貝被推遲到實際發(fā)生寫入的時候。在頁根本不會被寫入的情況下——舉例來說，fork()后立即調(diào)用exec()—-它們就無需復制了。fork()的實際開銷就是復制父進程的頁表以及給子進程創(chuàng)建惟一的進程描述符。在一般情況下，進程創(chuàng)建后都會馬上運行一個可執(zhí)行的文件，這種優(yōu)化可以避免拷貝大量根本就不會被使用的數(shù)據(jù)（地址空間里常常包含數(shù)十兆的數(shù)據(jù))。由于Unix強調(diào)進程快速執(zhí)行的能力，所以這個優(yōu)化是很重要的。?

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的fork()函数详解的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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