二十二、Linux 进程与信号---进程创建（续）

22.2 父子进程操作文件

文件操作由两种模式：

　　IO 系统调用操作文件

　　标准C IO 操作文件

看代码：

 #include <unistd.h>
 #include <string.h>
 #include <fcntl.h>
 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>

 int g_val = ;//全局变量，存放在数据段

 int main(void)
 {
     int a_val = ;//局部变量，调用的时候存放在栈中
     static int s_val = ;//静态变量，存放在数据段
     printf("pid: %d", getpid());

     FILE *fp = fopen("s.txt", "w");
     int fd = open("s_fd.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, S_IRWXU | S_IRWXG);

     char *s = "hello world";
     ssize_t size = strlen(s) * sizeof(char);

     /* fork 之前，为父进程调用 */
     fprintf(fp, "s: %s, pid: %d\n", s, getpid());//标准 IO 写入（带缓存），针对文件操作的是全缓存
     write(fd, s, size);    //内核提供的 IO 系统调用（不带缓存）

     pid_t pid;
     pid = fork();//创建子进程
     //在 fork 后，会运行两个进程（父进程和子进程）
     if(pid < ) {
         perror("fork error");
     } else if(pid > ) {
         //父进程(在父进程中返回的是子进程的 pid)
         //父进程执行的代码
         g_val = ;
         a_val = ;
         s_val = ;

         printf("I am parent process pid is %d, ppid is %d, fork return is %d\n",
                 getpid(), getppid(), pid);
         printf("g_val: %p, a_val: %p, s_val: %p\n", &g_val, &a_val, &s_val);
     } else {
         //子进程（在子进程中 fork 返回的是0）
         //子进程执行的代码
         g_val = ;
         a_val = ;
         s_val = ;
         printf("I am child process pid is %d, ppid is %d, fork return is %d\n",
                 getpid(), getppid(), pid);
         printf("g_val: %p, a_val: %p, s_val: %p\n", &g_val, &a_val, &s_val);
     }

     //这里的代码是父子进程都要执行的代码，写入父子进程各自的缓存当中
     fprintf(fp, " pid: %d, g_val: %d, a_val: %d, s_val: %d\n", getpid(), g_val, a_val, s_val);
     sleep();

     return ;
 }

　　编译运行后，两个文件都生成了。

　　

　　父进程文件 s.txt

　　

　　子进程文件 s_fd.txt

　　

　　系统调用不经过缓存，执行 write 后就直接写进了文件当中，标准IO是写入缓存了。

　　创建的缓存是在堆当中的，我们的代码是在 fork 之前，那么缓存就在父进程的虚拟空间的堆当中，当 fork 之后，子进程会 COPY 一份父进程的堆空间。

　　同样 fork 之后也由一份写入缓存的 fprintf，此时是各自写入各自的缓存，在结束的时候父子进程都会清缓存，都会写入 fp 当中

　　

22.3 操作文件时的内核结构体变化

• 子进程只继承父进程的文件描述符表，不继承但共享文件表项和 i-node
• 父进程创建一个子进程后，文件表项中的引用计数器加1 变成 2，当父进程作 close 操作后，计数器减 1，子进程还是可以使用文件表项（即子进程还是可以操作文件），只有当计数器为 0 时，才会释放文件表项。

　　

　　运行 fork：

　　

　　例子：父进程调节文件偏移量，子进程写入

　　process_append.c

 #include <unistd.h>
 #include <fcntl.h>
 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <string.h>

 int main(int argc, char *argv[])
 {
     if(argc < )
     {
         fprintf(stderr, "usage: %s file\n", argv[]);
         exit();
     }

     int fd = open(argv[], O_WRONLY);
     if(fd < )
     {
         perror("open error");
         exit();
     }

     pid_t pid = fork();
     if(pid < )
     {
         perror("fork error");
         exit();
     }
     else if(pid > )
     {//父进程将文件偏移量调整到文件尾部
         if(lseek(fd, 0L, SEEK_END) < ) {
             perror("lseek error");
             exit();
         }
     }
     else
     {//子进程从文件尾部追加内容
         char *str = "hello child";
         ssize_t size = strlen(str) * sizeof(char);

         sleep();//保证父进程调节偏移量成功

         //从用户角度去看，子进程会复制一份父进程的文件描述符，都指向同一个文件
         //从内核角度区看，文件描述符表复制了一份，文件描述符表指向了同一个文件表项，都指向同一个文件
         //此处的 fd 是从父进程中复制过来的
         //但和父进程中的 fd 都是指向同一个文件的
         if(write(fd, str, size) != size) {
             perror("write error");
             exit();
         }
     }

     printf("pid ; %d finish\n", getpid());
     sleep();

     //父子进程都要去关闭文件描述符
     close(fd);

     return ;
 }

　　编译运行：