转:fork的解释

原文来自于:http://baike.baidu.com/view/1952900.htm?fr=aladdin

fork编辑

叉子\分岔\岔口\复刻，西方人吃饭用的东西，经常用作刀和叉。

计算机程序设计中的分叉函数。返回值： 若成功调用一次则返回两个值，子进程返回0，父进程返回子进程标记；否则，出错返回-1。

fork函数将运行着的程序分成2个（几乎）完全一样的进程，每个进程都启动一个从代码的同一位置开始执行的线程。这两个进程中的线程继续执行，就像是两个用户同时启动了改应用程序的两个副本。

 

1分叉函数编辑

头文件

1 2	#include<unistd.h>/*#包含<unistd.h>*/ #include<sys/types.h>/*#包含<sys/types.h>*/

函数原型

pid_t fork( void);

（pid_t 是一个宏定义，其实质是int 被定义在#include<sys/types.h>中）

返回值： 若成功调用一次则返回两个值，子进程返回0，父进程返回子进程ID；否则，出错返回-1

函数说明

一个现有进程可以调用fork函数创建一个新进程。由fork创建的新进程被称为子进程（child process）。fork函数被调用一次但返回两次。两次返回的唯一区别是子进程中返回0值而父进程中返回子进程ID。

子进程是父进程的副本，它将获得父进程数据空间、堆、栈等资源的副本。注意，子进程持有的是上述存储空间的“副本”，这意味着父子进程间不共享这些存储空间。

UNIX将复制父进程的地址空间内容给子进程，因此，子进程有了独立的地址空间。在不同的UNIX (Like)系统下，我们无法确定fork之后是子进程先运行还是父进程先运行，这依赖于系统的实现。所以在移植代码的时候我们不应该对此作出任何的假设。

为什么fork会返回两次？

由于在复制时复制了父进程的堆栈段，所以两个进程都停留在fork函数中，等待返回。因此fork函数会返回两次，一次是在父进程中返回，另一次是在子进程中返回，这两次的返回值是不一样的。过程如下图。

 

1. 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：
   　　在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID；
2. 在子进程中，fork返回0；
3. 如果出现错误，fork返回一个负值。

在fork函数执行完毕后，如果创建新进程成功，则出现两个进程，一个是子进程，一个是父进程。在子进程中，fork函数返回0，在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID。我们可以通过fork返回的值来判断当前进程是子进程还是父进程。

引用一位网友的话来解释fork函数返回的值为什么在父子进程中不同。“其实就相当于链表，进程形成了链表，父进程的fork函数返回的值指向子进程的进程id, 因为子进程没有子进程，所以其fork函数返回的值为0.

调用fork之后，数据、堆栈有两份，代码仍然为一份但是这个代码段成为两个进程的共享代码段都从fork函数中返回，箭头表示各自的执行处。当父子进程有一个想要修改数据或者堆栈时，两个进程真正分裂。

示例代码：

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#include<sys/types.h>//对于此程序而言此头文件types.h用不到 #include<unistd.h> #include<stdio.h> #include<stdlib.h>   intmain(intargc,char*argv[])/*整数类型主函数*/ { pid_tpid=fork();/*传递参数*/ if(pid<0)/*如果(进程标记<0)*/ { fprintf(stderr,"错误！"); } elseif(pid==0)/*否则如果(进程标记==0)*/ { printf("百度百科：这是子进程！"); exit(0); } else/*否则*/{ printf("百度百科：这是父进程！子进程的进程标记为=%d",pid); } //可能需要时候wait或waitpid函数等待子进程的结束并获取结束状态 exit(0); }

注意！样例代码仅供参考，样例代码存在着父进程在子进程结束前结束的可能性。必要的时候可以使用wait或 waitpid函数让父进程等待子进程的结束并获取子进程的返回状态。

fork()在Linux系统中的返回值是没有NULL的.

Error Codes

出错返回错误信息如下:

EAGAIN

达到进程数上限.

ENOMEM

没有足够空间给一个新进程分配.

fork函数的特点概括起来就是“调用一次，返回两次”，在父进程中调用一次，在父进程和子进程中各返回一次。

fork的另一个特性是所有由父进程打开的描述符都被复制到子进程中。父、子进程中相同编号的文件描述符在内核中指向同一个file结构体，也就是说，file结构体的引用计数要增加。

[1] 

2中文翻译编辑

叉子\分岔\岔口\复刻，西方人吃饭用的东西，经常用作刀和叉。

 

参考资料

• 1．  Robert Love ．Linux Kernel Development(Third Edition) ：机械工业出版社 ，2011.6 ．