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关于fork的讨论

 todaytomo 2007-02-10

fork的一个例子,好像人家是讲得很详细了,我还是不明白


http://Tech. 05年09月13日 19:28 ChinaUnix.net
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>

main ()
{
        pid_t pid;
        pid=fork();

        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());
}

结果是
[root@localhost c]# ./a.out
i am the child process, my process id is 4286
i am the parent process, my process id is 4285


我就想不到为什么两行都打印出来了,在我想来,不管pid是多少,都应该只有一行才对

 naiza 回复于:2004-04-23 11:38:11
这里的if和else不是以前理解的选择分支。fork后产生的子进程和父进程并行运行的

 sashow 回复于:2004-04-23 13:41:16
[quote:7b2607dafc="naiza"]这里的if和else不是以前理解的选择分支。fork后产生的子进程和父进程并行运行的[/quote:7b2607dafc]

这种理解是不正确的。if 和 else 还是选择分支。

主要的原因是,[color=red:7b2607dafc]fork() 函数调用一次,返回两次。[/color:7b2607dafc]两次返回的区别是:子进程的返回值是0,父进程返回值为新子进程的进程ID。

 ccf 回复于:2004-04-23 14:38:59
但是只有一个pid=fork(); 呀,fork()返回的第二次值在什么时候赋给pid呢

 victory7 回复于:2004-04-27 18:06:29
这是由系统来控制fork地返回的

 davidtian 回复于:2004-04-27 18:11:20
fork后,父子进程共用程序段

 birdielu 回复于:2004-04-27 18:56:54
恩, 分析的很精辟

 lenovo 回复于:2004-04-27 20:09:20
[quote:d347015cc8="ccf"]但是只有一个pid=fork(); 呀,fork()返回的第二次值在什么时候赋给pid呢[/quote:d347015cc8]
pid这个变量是有两个的,
父进程一个,
子进程一个。

 chg.s 回复于:2004-04-27 21:09:30
要搞清楚fork的执行过程,就必须先讲清楚操作系统中的“进程(process)”概念。一个进程,主要包含三个元素:

o. 一个可以执行的程序;
o. 和该进程相关联的全部数据(包括变量,内存空间,缓冲区等等);
o. 程序的执行上下文(execution context)。

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)。

好了,有这些概念打底,可以说fork了。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。

我的天,不知道说明白了没……

 UNIX大瓜 回复于:2004-04-27 23:14:44
精辟

 Zalophus 回复于:2004-04-28 03:30:44
问题是,结果显示是子进程先打印出自己的pid的,是不是子进程先于父进程执行了?

 chg.s 回复于:2004-04-28 09:16:31
到底哪个进程执行在先,这个和操作系统的调度算法等等很多因素相关。我觉得理解上的困难,关键在于为什么会有两个输出,而不是谁先谁后。

 zhaojinbo 回复于:2004-04-28 12:35:50
fork之后,操作系统会复制一个与父进程完全相同的子进程,虽说是父子关系,但是在操作系统看来,他们更像兄弟关系,这2个进程共享代码空间, 但是数据空间是互相独立的,子进程数据空间中的内容是父进程的完整拷贝,指令指针也完全相同,但只有一点不同,如果fork成功,子进程中fork的返回 值是0,父进程中fork的返回值是子进程的进程号,如果fork不成功,父进程会返回错误。
可以这样想象,2个进程一直同时运行,而且步调一致,在fork之后,他们分别作不同的工作,也就是分岔了。这也是fork为什么叫fork的原因。
至于那一个最先运行,可能与操作系统有关,而且这个问题在实际应用中并不重要,如果需要父子进程协同,可以通过原语的办法解决。

 luoting 回复于:2004-04-28 15:45:08
清晰!感谢!

 ccf 回复于:2004-04-28 17:06:59
明白了,thanks a lot

 carol1980 回复于:2004-04-28 17:15:21
:D 获益匪浅

 xhl 回复于:2004-04-28 17:21:44
我在父进程里定义的变量,子进程在创建的时候回自动创建一个副本,那如果我在子进程里,就是pid==0里创建的变量,父进程是不是看不到呢,

就是两个进程不共享数据段的情况下,父进程在创建子进程的之前的变量自进程都能继承,但要是父进程在fork后创建的变量,子进程能继承吗???

 lenovo 回复于:2004-04-28 17:25:43
它们已经是两个独立的进程了,
子进程怎么继承?

 xhl 回复于:2004-04-28 17:42:06
[quote:315e2dd628="lenovo"]它们已经是两个独立的进程了,
子进程怎么继承?[/quote:315e2dd628]


谢谢,就是说在fork前父进程的东西子进程可以继承,而在fork后子进程没有任何和父进程的继承关系了。在子进程里创建的东西是子进程的,在父进程创建的东西是父进程的。可以完全看成两个进程。

 lenovo 回复于:2004-04-28 19:46:49
对。

 sniper 回复于:2004-04-28 22:11:15
哦,偶明白了,在程序段里用了fork();之后程序出了分岔,派生出了两个进程。具体哪个先运行就看该系统的调度算法了。
在这里,我们 可以这么认为,在运行到"pid=fork();"时系统派生出一个跟主程序一模一样的子进程。该进程的"pid=fork();"一句中pid得到的就 是子进程本身的pid;子进程结束后,父进程的"pid=fork();"中pid得到的就是父进程本身的pid。因此改程序有两行输出。

 henngy 回复于:2004-04-29 10:13:32
fock关键要控制的是谁先返回!是子进程还是父进程,,用wait控制!

 xangyu 回复于:2004-04-29 11:58:03
真的很不错!谢谢!!

 adccpeng 回复于:2004-04-30 14:12:13
获益非浅!!
辛苦!

 playmud 回复于:2004-05-06 14:08:29
有这么麻烦吗?一个进程打印一句话。

 bierdaci 回复于:2004-05-06 21:14:51
[quote:3f8c8aaf17="xhl"]我在父进程里定义的变量,子进程在创建的时候回自动创建一个副本,那如果我在子进程里,就是pid==0里创建的变量,父进程是不是看不到呢,

就是两个进程不共享数据段的情况下,父进程在创建子进程的之前的变量自进..........[/quote:3f8c8aaf17]

你说的创建变量是什么意思?变量只能是静态的定义,fork是复制进程只要原进程里有的东西都会给复制出来(这里先不管共享不共享,对用户来说这是透明的你看不到哪里是复制的)。

 hbczjzc 回复于:2004-05-07 13:20:32
编写进程条时很有用的哦.

 corand 回复于:2004-05-09 13:03:25
fork后子进程跟父进程并行,公用程序段,若用vfork,则父进程被阻塞,等子进程执行完之后才会被执行

 flw 回复于:2004-05-09 14:09:16
[quote:df58bdf128="sniper"]哦,偶明白了,在程序段里用了fork();之后程序出了分岔,派生出了两个进程。具体哪个先运行就看该系统的调度算法了。
在这里,我们可以这么认为,在运行到"pid=fork();"时系统派生出一个跟主程序一模一样的子进程。..........[/quote:df58bdf128]
完全正确。

 sniper 回复于:2004-05-10 10:53:44
补充一下,fork()函数复制了当前进程的PCB,并向父进程返回了派生子进程的pid。而且根据上面“corand”兄的提示,父子进程并 行,打印语句的先后完全看系统的调度算法。打印的内容控制则靠pid变量来控制。因为我们知道fork()向父进程返回了派生子进程的pid,是个正整 数;而派生子进程的pid变量并没有被改变。这一区别使得我们看到了他们的不同输出。

 jjl3 回复于:2004-07-14 11:43:20
我做如下修改

#include <unistd.h> 
#include <sys/types.h> 

main () 

        pid_t pid; 
        printf("fork!");    // printf("fork!\n");
        pid=fork(); 

        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()); 
}[/code:1:896e04449a] 

结果是 
[root@localhost c]# ./a.out 
fork!i am the child process, my process id is 4286 
fork!i am the parent process, my process id is 4285

但我改成printf("fork!\n");后,结果是
[root@localhost c]# ./a.out
fork! 
i am the child process, my process id is 4286 
i am the parent process, my process id is 4285

为什么只有一个fork!打印出来了?上一个为什么有2个?

 lenovo 回复于:2004-07-14 13:48:33
看这个:
http://bbs./forum/viewtopic.php?t=244249&highlight=蓝色键盘

 RedMarquis 回复于:2004-07-14 16:03:04
搭车问一个弱问题:

 if(fork()==0)
    system("cat test.c");
 
这样是不是会产生2个进程?分别是子进程和cat?

 lenovo 回复于:2004-07-14 16:32:16
man system

 RedMarquis 回复于:2004-07-14 17:10:48
man了下,感觉还是做为个进程,另发现他的说明里推荐用exec,说什么会产生参数影响,不甚明白,盼楼上的能继续解释一下,谢谢

 默难 回复于:2004-07-14 20:41:12
[quote:1257475361="ccf"]alhost c]# ./a.out
i am the child process, my process id is 4286
i am the parent process, my process id is 4285


我就想不到为什么两行都打印出来了,在我想来,不管pid是多少,都应该只有一行才对[/quote:1257475361]fork返回值是两个,一个返回给父进程(子进程的ID)一个返回给子进程(0)

 wujiajia 回复于:2004-07-14 21:30:59
main()
{
int a;
int pid;
printf("AAAAAAAA");//print 一次;
pid=fork();//重这里开始分为两个
if(pid==0){//在这里定义的变量父进程是不会有的:int b;
printf("ok");}
else if(pid>0){
printf("is ok\n");//if you want print b;error!but you can print a;
}
printf("BBBBBBB");//父子进程都会打印;
}

不知道我的回答是否正确!

 bashfulboy 回复于:2004-07-14 22:10:52
我也来一下:
wujiajia 的理解有些错误,
printf("AAAAAAAA");//print 一次;   这里会print 2次
如果你将 printf("AAAAAA") 换成 printf("AAAAAA\n")   那么就是只打印一次了.
主要的区别是因为有了一个 \n  回车符号
这就跟Printf的缓冲机制有关了,printf某些内容时,操作系统仅仅是把该内容放到了stdout的缓冲队列里了,并没有实际的写到屏幕上
但是,只要看到有 \n 则会立即刷新stdout,因此就马上能够打印了.
运行了printf("AAAAAA") 后, AAAAAA 仅仅被放到了缓冲里,再运行到fork时,缓冲里面的 AAAAAA 被子进程继承了
因此在子进程度stdout缓冲里面就也有了 AAAAAA.
所以,你最终看到的会是 AAAAAA 被printf了2次!!!!
而运行 printf("AAAAAA\n")后, AAAAAA 被立即打印到了屏幕上,之后fork到的子进程里的stdout缓冲里不会有 AAAAAA 内容
因此你看到的结果会是 AAAAAA 被printf了1次!!!!

 ohwww 回复于:2004-07-17 10:19:22
真是佩服各位,很受用

 eagerly1 回复于:2004-07-17 21:51:18
[quote:48b27e4789="ohwww"]真是佩服各位,很受用[/quote:48b27e4789]
是呀

 jjl3 回复于:2004-07-19 15:19:30
:)

 mingjwan 回复于:2004-08-19 10:46:50
根据 chg.s的解释,请问,子进程在进行fork()操作的时候,是怎么知道自己就子进程,需要返回0,而不是继续产生一个子进程呢?

 bjldlee 回复于:2004-09-05 21:26:45
to bashfulboy:


main() 

int a; 
int pid; 
printf("AAAAAAAA");//print 两次; 
pid=fork();//重这里开始分为两个,但是子进程也会执行这个语句!!!这就产生了悖论!!! 
if(pid==0){//在这里定义的变量父进程是不会有的:int b; 
printf("ok");} 
else if(pid>0){ 
printf("is ok\n");//if you want print b;error!but you can print a; 

printf("BBBBBBB");//父子进程都会打印; 
}

 temin 回复于:2004-10-15 09:20:29
收益,顶

 xhl0902 回复于:2004-10-15 09:51:24
讲的够清楚,够明了。佩服佩服

 zerglot 回复于:2004-10-15 15:57:59
了解了!haha

 cnufo 回复于:2005-01-10 00:56:01
3x,perfect!

 xujunxp 回复于:2005-01-10 19:57:31
顶,收获颇多

 superroy 回复于:2005-01-11 14:53:33
[quote:de928d087a="mingjwan"]根据 chg.s的解释,请问,子进程在进行fork()操作的时候,是怎么知道自己就子进程,需要返回0,而不是继续产生一个子进程呢?[/quote:de928d087a]
fork()产生子进程后,父子进程都执行fork()之后的语句,即子进程不再执行fork()语句。

 郭子耳 回复于:2005-03-05 21:32:10
[quote:8d5e48213c="chg.s"]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![/quote: 8d5e48213c]

 zlrll 回复于:2005-03-05 22:37:10
其实可以理解为fork就是生成了当前进程的一个副本,与原来进程不同的是原来进程中返回的是>0,副本中返回==0,两个进程各执行一次if(),所以会打印2个了

 hmilyhacker 回复于:2005-03-06 07:49:16
谢谢各位大大,受益匪浅

 lss888 回复于:2005-03-06 20:53:53
[color=red:3819baa262]#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>

main ()
{       int i=5;
        pid_t pid;
        pid=fork();
        for(;i>0;i--){
        if (pid < 0)
                printf("error in fork!");
        else if (pid == 0)
                printf("i am the child process, my process id is %d and i=%d\n",getpid(),i);
        else
                printf("i am the parent process, my process id is %d and i=%d\n",getpid(),i);
          }
}[/color:3819baa262]
[color=blue:3819baa262]i am the child process, my process id is 11879 and i=5
i am the child process, my process id is 11879 and i=4
i am the child process, my process id is 11879 and i=3
i am the child process, my process id is 11879 and i=2
i am the child process, my process id is 11879 and i=1
i am the parent process, my process id is 11878 and i=5
i am the parent process, my process id is 11878 and i=4
i am the parent process, my process id is 11878 and i=3
i am the parent process, my process id is 11878 and i=2
i am the parent process, my process id is 11878 and i=1[/color:3819baa262]
我觉得这样改写一下就更好理解了

 THEBEST 回复于:2005-03-08 15:30:11
[quote:d26e599e6d="sniper"]哦,偶明白了,在程序段里用了fork();之后程序出了分岔,派生出了两个进程。具体哪个先运行就看该系统的调度算法了。
在 这里,我们可以这么认为,[color=red:d26e599e6d]在运行到"pid=fork();"时系统派生出一个跟主程序一模一样的子进程。 该进程的"pid=fork();"一句中pid得到的就是子进程本身的pid;子进程结束后,父进程的"pid=fork();"中pid得到的就是父 进程本身的pid。因此改程序有两行输出。
..[/color:d26e599e6d][/quote:d26e599e6d]本来也觉得各位讲的挺好的.但你这里说的不太懂,子进程一定先结束?如果系统调度是先执行父进程那它执行完了不就退出了?然后子进程还要执行.

该进程的"pid=fork();"一句中pid得到的就是子进程本身的pid;子进程结束后,父进程的"pid=fork();"中pid得到的就是父进程本身的pid

这是什么意思?怎么还分子进程和父进程的pid = fork()呢?

 THEBEST 回复于:2005-03-08 15:38:51
[quote:5a0826e8f0]因为我们知道fork()向父进程返回了派生子进程的pid,是个正整数;而派生子进程的pid变量并没有 被改变。这一区别使得我们看到了他们的不同输出。[/quote:5a0826e8f0]派生子进程的pid变量并没有被改变是什么意思?对于子进程来讲 pid不就是0吗?

 albcamus 回复于:2005-03-08 15:56:11
>>派生子进程的pid变量并没有被改变是什么意思?对于子进程来讲pid不就是0吗?

1,派生子进程的进程,即父进程,其pid不变;
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,楼上的楼上的你的观点是对的,fork之后夫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。

 zlrll 回复于:2005-03-08 20:37:17
[quote:c891178d6b="bashfulboy"]我也来一下:
wujiajia 的理解有些错误,
printf("AAAAAAAA");//print 一次;   这里会print 2次
如果你将 printf("AAAAAA") 换成 printf("AAAAAA\n")   那么就是只打印一次了.
主要的区别是因为有了一个 \n  回车..........[/quote:c891178d6b]

佩服,实在太强了!

 icesummit 回复于:2005-03-08 23:03:55
佩服佩服。码这么多字已经是很不容易,何况还说的这么清楚呢?

 lchhcllch 回复于:2005-03-09 09:35:51
都成FORK()专家了,贴出fork()实现代码就完结了.

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