fork函數

　在Unix/Linux中用fork函數建立一個新的進程。進程是由當前已有進程調用fork函數建立，分叉的進程叫子進程，建立者叫父進程。該函數的特色是調用一次，返回兩次，一次是在父進程，一次是在子進程。兩次返回的區別是子進程的返回值爲0，父進程的返回值是新子進程的ID。子進程與父進程繼續併發運行。若是父進程繼續建立更多的子進程，子進程之間是兄弟關係，一樣子進程也能夠建立本身的子進程，這樣能夠創建起定義關係的進程之間的一種層次關係。

　　程序包含位於內存的多個組成部分，執行程序的過程將根據須要來訪問這些內容，包括文本段（text segment）、數據段（data segments）、棧（stack）和堆（heap）。文本段中存放CPU所執行的命令，數據段存放進程操做的全部數據變量，棧存放自動變量和函數數據，堆存放動態內存分配狀況數據。當進程被建立時，子進程收到父進程的數據副本，包括數據空間、堆、棧和進程描述符。

程序1：建立一個子進程，子進程對繼承的數據進行修改，而後分別輸出父子進程的信息。程序以下：

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fork函數執行後程序結構圖以下：

子進程與父進程並行執行，所以在父進程中sleep(10),讓子進程先執行，而後再執行父進程。

程序執行結果以下所示：

如何建立多個子進程呢？在開發併發服務器時，用到的進程池模型須要先建立指定書目的子進程。舉個例子，假如咱們如今須要建立2個子進程，很容易想到的是調用一個循環，執行fork函數2次便可。嘗試一下是否可行呢？代碼以下：

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程序執行結果以下：

從結果來看，子進程的數目不是2而是3，這是爲何呢？先簡單的分析一下：從結果看出父進程ID爲10669，子進程的ID分別爲：10670、1067一、10672。

父子進程之間的關係以下：

ID爲10670的子進程也調用fork函數，建立了一個進程。由於fork函數建立的進程是父進程的一份拷貝，保存了當前的數據空間、堆、棧及共享代碼區域。正確的方式應該是在子進程中跳出，中止繼續fork。改進的代碼以下：

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程序執行結果以下：

 從結果能夠看出這父進程（ID爲10789）建立了兩個子進程（ID分別爲：10790、10791）。

現有有這樣一個面試題，程序以下：

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <unistd.h>
 3 #include <stdlib.h>
 4 #include <sys/types.h>
 5 
 6 int main()
 7 {
 8     pid_t   pid1;
 9     pid_t   pid2;
10 
11     pid1 = fork();
12     pid2 = fork();
13 
14     printf("pid1=%d,pid2=%d\n",pid1,pid2);
15     exit(0);
16 }

要求以下：
 已知從這個程序執行到這個程序的全部進程結束這個時間段內，沒有其它新進程執行。
 一、請說出執行這個程序後，將一共運行幾個進程。
 二、若是其中一個進程的輸出結果是「pid1:1001, pid2:1002」，寫出其餘進程的輸出結果（不考慮進程執行順序）。

　　這個題目考查fork函數的理解。fork的做用是複製一個與當前進程同樣的進程。新進程的全部數據（變量、環境變量、程序計數器等）數值都和原進程一致，可是是一個全新的進程，並做爲原進程的子進程，父子進程並行的執行剩下的部分。

程序的執行過程以下：

（1）程序開始執行時候系統分配一個進程進行執行，稱該進程爲主進程P，進程ID題目未給，

（2）主進程執行到第一個fork函數的時候，建立一個新的子進程P1，有題目可知進程ID爲1001，fork函數有兩個返回值，返回pid=0表明子進程P1，pid1>0表明父進程P。

（3）如今有兩個進程P和P1，分別執行剩下部分，

（4）P進程（父進程，因此pid1=1001）調用fork建立子進程P2，返回兩個值中pid2=1002表示P2的進程ID返回給父進程P，pid2=0子進程P2自己，因此輸出pid1=1001，　　       pid2=1002和pid1=1001，pid2=0。

（5）P1進程（子進程，因此pid1=0）調用fork建立子進程P3，進程ID類推爲1003，返回兩個值中pid2=1003表示P3的進程ID返回給父進程P1，pid2=0標識進程P3自己。因此輸出pid1=0，pid2=1003和pid1=0，pid2=0。

（6）執行整個結束。

根據以上分析可知答案：

一、一共執行了四個進程。（P0, P1, P2, P3）

二、另外幾個進程的輸出分別爲：

 pid1:1001, pid2:0

 pid1:0, pid2:1003

 pid1:0, pid2:0

上機測試以下：

測試結果以下：

測試結果雖然不是1001，可是能夠看出理論分析過程是正確的。

題目來自：http://www.cnblogs.com/leoo2sk/archive/2009/12/11/talk-about-fork-in-linux.html