linux fork函数执行过程。

假如想象 提交于 2020-03-02 06:40:51

这两天在看linux的fork函数,把这两天看到的消化一下,说说我的理解。

主要得益与两篇大牛的文章:

推荐先看这篇:从一道面试题谈linux下的fork运行机制

再看这篇:Linux中fork()函数详解

第一篇虽然只有一个例子,但是感觉把fork的执行过程介绍很详尽,第二篇的例子很经典,但是对刚学的小白来说有点困难。

接下来谈谈看过之后我的总结与理解

首先必须明确一下几点:

1.进程在linux中成树状结构, init为根节点,其它进程均有父进程,某进程的父进程就是启动这个进程的进程,这个进程叫做父进程的子进程。

2.fork函数的作用就是创建一个子进程,子进程复制父进程的代码段,数据段,BSS段,堆,栈等所有用户空间的信息,在内核中操作系统为其重新申请了一个PCB,并且使用父进程的PCB来初始化,除了PID等特殊信息外,几乎所有的信息都是一样的   

3.父子进程在创建了子进程后互相不关联,以独立身份抢占CPU资源,具体谁先执行有调度算法决定,用户空间没有办法干预,

4.子进程开始执行代码的位置是fork函数执行后的代码处,之前的都是继承父进程的

下面结合两个例子阐述一下fork的执行

例1:

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main(){
    int count = 0;
    pid_t = fork();
    if(pid < 0)
        printf("error in fork!\n");
    else if(pid == 0){
        count++;
        printf("child: count = %d\n",count);
    else{
        count++;
        printf("father: count = %d\n",count);
    }
    return 0;
}

结果:

father :count = 1

child:count = 1

在fork之后,父进程就创建了一个新的进程(子进程),子进程基本上就是父进程的副本,父进程中count=0,子进程就从父进程中继承该值,两个进程都执行if {....}. else if  {.....} else{ ...}条件判断语句,只不过在执行了fork之后,父子进程中pid的值是不一样的的,父进程中pid是子进程的进程号,子进程的pid是0,所以两进程进入的就是不同的条件判断子句,但是两进程之间的count之间是互补影响的,所以打印的都是1

所以对于条件判断语句两个进程执行的是不同的,

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main(){
    fork();//step1
    fork();//step2
    return 0;
}

上述程序产生了多少个进程。

step1:最初的进程假设为p0,fork函数产生一个子进程p1,之后p1继承p0的代码段,数据段,BSS段等信息,从step处开始执行,p0也接着执行。

step2:p0产生子进程p2,p1产生子进程p3,所以最后共p0,p1,p2,p3四个进程。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main(){
    pid_t pid;    
    printf("fork \n");//***
    //printf("fork");//***
    pid = fork();
    if(pid < 0)
        printf("error in fork!\n");
    else if(pid == 0){
        printf("child\n");
    else{
        printf("father\n");
    }

***的两个printf

选择带\n的结果:

fork

child

father

选择不带\n的结果:

fork child

fork father

为什么一个换行符就能有这么大差别:

这与printf的缓冲机制有关,printf某些内容时,操作系统仅仅是把该内容放到了stdout的缓冲队列并没有实际的写到屏幕,但是只要看到\n就会打印并刷新stdout,上述程序选择执行带\n的printf的话,子进程无法从父进程中继承fork,而如果选咋执行不带\n的printf的话,子进程继承父进程的流缓冲区,等到执行printf("child\n");时遇到\n时同时输出fork child。

如果想炼手可以看文章开头的第二篇文章,原理就是这些,接下来的就是推敲画图分析了。

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