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前言 

 01 fork()创建子进程

示例 1使用 fork()创建子进程。

02 fork创建新进程时发生了什么事？

 2.1 父、子进程中对应的文件描述符指向了相同的文件表 

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前言 

                              

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🌺本篇简介  :  上一章我们讲了Linux进程的概念以及获取进程ID号和获取父进程的ID

                          这一章我们引进新的概念，父子进程

Linux 是一个多用户多任务的操作系统，每个用户可以同时运行多个程序

进程是程序运行的主体，包括进程的创建，调度和消亡的整个过程

当用户执行一个指令或者启动一个程序时，就创建了一个进程

一个运行的程序也可能有多个进程。

每个进程将被分配各种资源    

 01 fork()创建子进程

一个现有的进程可以调用 fork()函数创建一个新的进程，

调用 fork()函数的进程称为父进程，

由 fork()函 数创建出来的进程被称为子进程（child process），

fork()函数原型如下所示（fork()为系统调用）：

2.1 fork()函数原型：

#include <unistd.h> pid_t fork(void); 

返回值： 

1. 失败返回-1 不创建子进程，并设置 errno 
2. 父进程的返回值pid为子进程的pid号，子进程的返回值为0

在诸多的应用中，创建多个进程是任务分解时行之有效的方法

1. 譬如，某一网络服务器进程可在监听客 户端请求的同时，为处理每一个请求事件而创建一个新的子进程，与此同时，服务器进程会继续监听更多的 客户端连接请求
2. 在一个大型的应用程序任务中，创建子进程通常会简化应用程序的设计，同时提高了系统 的并发性（即同时能够处理更多的任务或请求多个进程在宏观上实现同时运行）。

理解 fork()系统调用的关键在于，完成对其调用后将存在两个进程，

一个是原进程（父进程）、另一个 则是创建出来的子进程，

并且每个进程都会从 fork()函数的返回处继续执行，会导致调用 fork()返回两次值，

子进程返回一个值、父进程返回一个值，所以fork返回值后面的代码块也会调用两次

在程序代码中，可通过返回值来区分是子进程还是父进程。

fork()调用成功后，将会在父进程中返回子进程的 PID，而在子进程中返回值是 0；

如果调用失败，父进 程返回值-1，不创建子进程，并设置 errno。

fork()调用成功后，子进程和父进程会继续执行 fork()调用之后的指令，子进程、父进程各自在自己的进程空间中运行。

事实上，子进程是父进程的一个副本

1. 譬如子进程拷贝了父进程的数据段、堆、栈以及继承 了父进程打开的文件描述符
2. 父进程与子进程并不共享这些存储空间
3. 这是子进程对父进程相应部分存储 空间的完全复制
4. 执行 fork()之后，每个进程均可修改各自的栈数据以及堆段中的变量，而并不影响另一个进程

示例 1使用 fork()创建子进程。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>int main()
{int pid =  fork(); //父进程的返回值pid为子进程的pid号，子进程的返回值为0switch (pid){case -1:printf("fork error\n");break;case 0:printf("this is child ;PID = %d\n",getpid());break;default:printf("this is father;PID = %d\n",getpid());break;}return 0;
}

 

 从打印结果可知，fork()之后的语句被执行了两次，所以 switch…case 语句被执行了两次

1. 第一次进入 到了"case 0"分支，表示进入子进程
2. 第二次进入到了 default 分支，表示当前处于父进程
3. 父进程的返回值pid为子进程的id号，子进程的返回值为0 

02 fork创建新进程时发生了什么事？

调用 fork()函数之后，子进程会获得父进程所有文件描述符的副本

这些副本的创建方式类似于 dup()， 这也意味着父、子进程对应的文件描述符均指向相同的文件表，如下图所示：

由此可知

子进程拷贝了父进程的文件描述符表，使得父、子进程中对应的文件描述符指向了相同的文件表

也意味着父、子进程中对应的文件描述符指向了磁盘中相同的文件，

因而这些文件在父、子进程间实 现了共享，

譬如，如果子进程更新了文件偏移量，那么这个改变也会影响到父进程中相应文件描述符的位置 偏移量。  

 2.1 父、子进程中对应的文件描述符指向了相同的文件表 

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#define MY_FILE "./file.txt"int main()
{char buf [128];int fd = open(MY_FILE,O_RDWR|O_CREAT,0600);if(-1 == fd){perror("open error? :");exit(-1);}int pid = fork();switch (pid){case -1:printf("fork error\n");break;case 0:for(int i = 0;i<4;i++)write(fd," child",strlen(" child"));close(fd);break;default:for(int i = 0;i<4;i++)write(fd," father",strlen(" father"));close(fd);break;}return 0;
}

上述代码中，父进程 open 打开文件之后，才调用 fork()创建了子进程，

所以子进程了继承了父进程打 开的文件描述符 fd，我们需要验证的便是两个进程对文件的写入操作是分别各自写入、还是每次都在文件 末尾接续写入

有上述测试结果可知，此种情况下

父、子进程分别对同一个文件进行写入操作，结果是接续写

不管是父进程，还是子进程，在每次写入时都是从文件的末尾写入很像使用了 O_APPEND 标志的效果。

其原 因也非常简单

子进程继承了父进程的文件描述符，两个文件描述符都指向了一个相同的文件表，意味着它们的文件偏移量是同一个、绑定在了一起，相互影响，子进程改变了文件的位置 偏移量就会作用到父进程，同理，父进程改变了文件的位置偏移量就会作用到子进程

但是执行结果不一定是父进程先执行或者子进程先执行，这个不一定的，这个要看系统的调度了