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  • 进程子进程linux系统编程之进程(二):fork函数详细分析

    文章结束给大家来个程序员笑话:[M]

        一、fork系统调用

        包含头文件 <sys/types.h> 和 <unistd.h>
    函数功能:创立一个子进程
    函数原型
             pid_t  fork(void);
    参数:无参数。
    返回值:
    如果胜利创立一个子进程,对于父进程来讲返回子进程ID
    如果胜利创立一个子进程,对于子进程来讲返回值为0
    如果为-1表示创立失败

        

        (1)、使用fork函数失掉的子进程从父进程的继承了全部进程的地址空间,包括:进程上下文、进程堆栈、内存信息、打开的文件描述符、信号控制设置、进程优先级、进程组号、当前工作目录、根目录、资源限制、控制终端等。

        进程和子进程

        

        (2)、子进程与父进程的区分在于:
    1、父进程设置的锁,子进程不继承
    2、各自的进程ID和父进程ID不同
    3、子进程的未决告警被清除;
    4、子进程的未决信号集设置为空集。

        

        (3)、fork系统调用需要注意的地方

        fork系统调用之后,父子进程将交替执行。
    如果父进程先退出,子进程还没退出那么子进程的父进程将变成init进程。(注:任何一个进程都必须有父进程)
    如果子进程先退出,父进程还没退出,那么子进程必须等到父进程捕获到了子进程的退出状态才真正结束,否则这个时候子进程就成为僵进程。

        子进程退出会发送SIGCHLD信号给父进程,可以选择忽略或使用信号处置函数接收处置就能够避免僵尸进程。

        

        (4)、写时复制 copy on write

        如果多个进程要读取它们自己的那部份资源的副本,那么复制是不必要的。
    每个进程只要保存一个指向这个资源的指针就能够了。
    如果一个进程要修改自己的那份资源的“副本”,那么就会复制那份资源。这就是写时复制的含意

        例如fork就是基于写时复制,只读代码段是可以同享的。

         若使用vfork()则在还没调用exec之前,父子进程是同享同一个地址空间,不像fork()一样会进行拷贝 

        

        (5)、fork之后父子进程同享文件

        进程和子进程

        子进程继承了父进程打开的文件描述符,故每个打开文件的引用计数为2。

        

        (6)、fork与vfork

        在fork还没实现copy on write之前。Unix设计者很关心fork之后立刻执行exec所造成的地址空间浪费,所以引入了vfork系统调用。
    vfork有个限制,子进程必须立刻执行_exit或者exec函数。
    即使fork实现了copy on write,效率也没有vfork高,但是我们不推荐使用vfork,因为几乎每个vfork的实现,都或多或少存在一定的问题。

        

        示例程序:

        每日一道理
    巴尔扎克说过“不幸,是天才的进升阶梯,信徒的洗礼之水,弱者的无底深渊”。风雨过后,眼前会是鸥翔鱼游的天水一色;走出荆棘,前面就是铺满鲜花的康庄大道;登上山顶,脚下便是积翠如云的空蒙山色。 在这个世界上,一星陨落,黯淡不了星空灿烂,一花凋零,荒芜不了全部春天。人生要尽全力度过每一关,不管遇到什么困难不可轻言放弃。

        

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    /*************************************************************************
        > File Name: process_fork.c
        > Author: Simba
        > Mail: dameng34@163.com
        > Created Time: Sat 23 Feb 2013 02:34:02 PM CST
     ************************************************************************/

    /* 如果父进程先退出,子进程还没退出那么子进程的父进程将变成init进程。(注:任何一个进程都必须有父进程)
     * 如果子进程先退出,父进程还没退出,那么子进程必须等到父进程捕获到了子进程的退出状态才真正结束,
     * 否则这个时候子进程就成为僵进程。
     */

    #include<sys/types.h>
    #include<sys/stat.h>
    #include<unistd.h>
    #include<fcntl.h>
    #include<stdio.h>
    #include<stdlib.h>
    #include<errno.h>
    #include<string.h>
    #include<signal.h>

    #define ERR_EXIT(m) \
         do { \
            perror(m); \
            exit(EXIT_FAILURE); \
        }  while( 0)

    int main( int argc,  char *argv[])
    {
        signal(SIGCHLD, SIG_IGN);  // 避免发生僵尸进程,忽略SIGCHLD信号
        printf( "before fork pid=%d\n", getpid());
         int fd;
        fd = open( "test.txt", O_WRONLY);
         if (fd == - 1)
            ERR_EXIT( "open error");

        pid_t pid;
        pid = fork();  // 写时复制copy on write,只读代码段可以同享
         /* 若使用vfork()则在还没调用exec之前,父子进程是同享同一个地址空间,
         * 不像fork()一样会进行拷贝 */

         if (pid == - 1)
            ERR_EXIT( "fork error");

         if (pid >  0)
        {
            printf( "this is parent\n");
            printf( "parent pid=%d child pid=%d\n", getpid(), pid);
            write(fd,  "parent"6);  // 父子进程同享一个文件表
            sleep( 10);
        }

         else  if (pid ==  0)
        {
            printf( "this is child\n");
            printf( "child pid=%d parent pid=%d\n", getpid(), getppid());
            write(fd,  "child"5);
        }

         return  0;
    }

        测试输出如下:

        simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/APUE/process$ ./process_fork 
    before fork pid=2572
    this is parent
    parent pid=2572 child pid=2573
    this is child
    child pid=2573 parent pid=2572
    simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/APUE/process$ cat test.txt 
    parent
    child
    simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/APUE/process$ 

        可以看到因为同享一个文件表,故文件偏移也同享,父子进程打印进test.txt文件的内容是紧随的而不是从头开始的。

        

    文章结束给大家分享下程序员的一些笑话语录: N多年前,JohnHein博士的一项研究表明:Mac用户平均IQ要比PC用户低15%。超过6000多的参加者接受了测试,结果清晰的显示IQ比较低的人会倾向于使用Mac。Mac用户只答对了基础问题的75%,而PC用户却高达83%。

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