一個頗有趣的fork面試程序，和你們分享下經驗

爲了暑期的騰訊實習，拿到offer以後一直在linux的道路上不斷學習。
這兩天逛了下酷殼大神的blog（http://coolshell.cn/articles/7965.html），偶然看到一個關於fork小問題，雖然以前想通了，不過仍是值得回味而且和你們分享下的。

你們有興趣能夠想一想，下面輸出了多少個「g」？

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

int main(void)
{
   int i;
   for(i=0; i<2; i++){
      fork();
      printf("g");
   }

   wait(NULL);
   wait(NULL);

   return 0;
}

也許你很快就說，那麼簡單，第一次循環，fork後2個進程，第二次再fork出4個，一共6個進程，確定是6個「g」

恭喜你，若是我是面試官，那麼你已經跪了 ＝ ＝

答案：會輸出8個「g」

有一個很重要的東西是，在fork()的調用處，整個父進程空間會原模原樣地複製到子進程中，包括指令，變量值，程序調用棧，環境變量，緩衝區，等等。

等等！！什麼，你說所有複製過去？那麼我能夠解釋爲：
上面的那個程序爲何會輸入8個「-」，這是由於printf(「-「);語句有buffer

咱們來試試printf的緩衝區：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>    //for sleep()

int main(void)
{
    printf("/nstart the dead loop/n");
    while(1)
    {    
        printf("/b->");
        fflush(stdout);//刷新輸出緩衝區
        usleep(100000);
    }
    return 1;
}

哦哦！！若是不作fflush這個動做，上邊的輸出便不會顯示到屏幕上咯？
除非其中有換行操做或者緩衝區，這也許就是所謂的「到終端行規程」！

呃呃，不要脫離了重點，咱們仍是回到剛纔的fork問題上～

既然咱們知道了printf有緩衝區，那麼，又如何？

容我引用下酷殼大神美麗的圖解：

你能夠清楚的看到，用陰影框標註出來的兩個「最終版子進程（i＝2）」

他們在fork拷貝的時候，就將 parent的緩衝區一併拷貝過去，這時「g」還在緩衝區
那麼，在輸出的時候，兩個子進程才一併把「g」從緩衝區輸出來，那麼是否是兩個子進程沒人多輸出了一個？
1+1+1+1+12+12=8個

OK,我知道你和我同樣可能有點懵懵的，我改下程序咯～

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

int main(void)
{
   int i;
   for(i=0; i<2; i++){
      fork();
      printf("g  ppid=%d, pid=%d, i=%d ", getppid(), getpid(), i);
   }

   wait(NULL);
   wait(NULL);

   return 0;

你能夠gcc下這個程序，在個人電腦裏輸出是這樣的：

g  ppid=3082, pid=3128, i=0 g  ppid=3128, pid=3130, i=1 
g  ppid=3128, pid=3129, i=0 g  ppid=3129, pid=3131, i=1 
g  ppid=3128, pid=3129, i=0 g  ppid=3128, pid=3129, i=1 
g  ppid=3082, pid=3128, i=0 g  ppid=3082, pid=3128, i=1

能夠看到ppid爲3082 pid爲3128的輸出有3次
一樣的，ppid爲3128 pid爲3129的輸出有3次

你將顯然發現，本來i＝0時應該只會有兩個「g」被輸出，可是如今竟然詭異地多出了兩個？究竟是哪兩個呢？
我索性標註下這個輸出結果吧～

（1）g  ppid=3082, pid=3128, i=0 （5）g  ppid=3128, pid=3130, i=1 
（2）g  ppid=3128, pid=3129, i=0 （6）g  ppid=3129, pid=3131, i=1 
（3）g  ppid=3128, pid=3129, i=0 （7）g  ppid=3128, pid=3129, i=1 
（4）g  ppid=3082, pid=3128, i=0 （8）g  ppid=3082, pid=3128, i=1

明顯的，（1）和（4）是「不可能」有兩個的，（2）和（3）也是，如今你知道了吧，i＝0時的兩個進程，在下一次fork的時候各自成爲了下一個父進程，在這一次fork時，他們的信息被徹底複製到了子進程，那麼最後一步每個子進程緩衝區裏還存有多餘的「g」（見上圖）

你還能夠用pstree -p | grep fork命令試下
能夠得出一個樹狀的結構：

$ pstree -p | grep fork
|-bash(3082)-+-fork(3128)-+-fork(3129)---fork(3131)
|            |            `-fork(3130)

那麼，最後咱們再試試，在printf一個g的後面加上一個換行符（或者fflush）

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

int main(void)
{
   int i;
   for(i=0; i<2; i++){
      fork();
      printf("g\n");
   }

   wait(NULL);
   wait(NULL);

   return 0;
}

輸出的結果將是換行的6個「g
緣由就在於，每一次換行，緩衝區的「g」，就會把數據「刷」出緩衝區

（其實或是EOF，或是緩中區滿，或是文件描述符關閉，或是主動flush，或是程序退出）

下次你們在面試的時候若是遇到這個問題，相信均可以迎刃而解了吧 ～～～ （再次感謝酷殼大神，你們對個人見解若是有問題歡迎交流！）