fork函数

　在Unix/Linux中用fork函数创建一个新的进程。进程是由当前已有进程调用fork函数创建，分叉的进程叫子进程，创建者叫父进程。该函数的特点是调用一次，返回两次，一次是在父进程，一次是在子进程。两次返回的区别是子进程的返回值为0，父进程的返回值是新子进程的ID。子进程与父进程继续并发运行。如果父进程继续创建更多的子进程，子进程之间是兄弟关系，同样子进程也可以创建自己的子进程，这样可以建立起定义关系的进程之间的一种层次关系。

　　程序包含位于内存的多个组成部分，执行程序的过程将根据需要来访问这些内容，包括文本段（text segment）、数据段（data segments）、栈（stack）和堆（heap）。文本段中存放CPU所执行的命令，数据段存放进程操作的所有数据变量，栈存放自动变量和函数数据，堆存放动态内存分配情况数据。当进程被创建时，子进程收到父进程的数据副本，包括数据空间、堆、栈和进程描述符。

程序1：创建一个子进程，子进程对继承的数据进行修改，然后分别输出父子进程的信息。程序如下：

fork函数执行后程序结构图如下：

子进程与父进程并行执行，因此在父进程中sleep(10),让子进程先执行，然后再执行父进程。

程序执行结果如下所示：

如何创建多个子进程呢？在开发并发服务器时，用到的进程池模型需要先创建指定书目的子进程。举个例子，假如我们现在需要创建2个子进程，很容易想到的是调用一个循环，执行fork函数2次即可。尝试一下是否可行呢？代码如下：

程序执行结果如下：

从结果来看，子进程的数目不是2而是3，这是为什么呢？先简单的分析一下：从结果看出父进程ID为10669，子进程的ID分别为：10670、10671、10672。

父子进程之间的关系如下：

ID为10670的子进程也调用fork函数，创建了一个进程。因为fork函数创建的进程是父进程的一份拷贝，保存了当前的数据空间、堆、栈及共享代码区域。正确的方式应该是在子进程中跳出，停止继续fork。改进的代码如下：

程序执行结果如下：

 从结果可以看出这父进程（ID为10789）创建了两个子进程（ID分别为：10790、10791）。

现有有这样一个面试题，程序如下：

 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 }

要求如下：
 已知从这个程序执行到这个程序的所有进程结束这个时间段内，没有其它新进程执行。
 1、请说出执行这个程序后，将一共运行几个进程。
 2、如果其中一个进程的输出结果是“pid1:1001, pid2:1002”，写出其他进程的输出结果（不考虑进程执行顺序）。

　　这个题目考查fork函数的理解。fork的作用是复制一个与当前进程一样的进程。新进程的所有数据（变量、环境变量、程序计数器等）数值都和原进程一致，但是是一个全新的进程，并作为原进程的子进程，父子进程并行的执行剩下的部分。

程序的执行过程如下：

（1）程序开始执行时候系统分配一个进程进行执行，称该进程为主进程P，进程ID题目未给，

（2）主进程执行到第一个fork函数的时候，创建一个新的子进程P1，有题目可知进程ID为1001，fork函数有两个返回值，返回pid=0代表子进程P1，pid1>0代表父进程P。

（3）现在有两个进程P和P1，分别执行剩下部分，

（4）P进程（父进程，所以pid1=1001）调用fork创建子进程P2，返回两个值中pid2=1002表示P2的进程ID返回给父进程P，pid2=0子进程P2本身，所以输出pid1=1001，　　       pid2=1002和pid1=1001，pid2=0。

（5）P1进程（子进程，所以pid1=0）调用fork创建子进程P3，进程ID类推为1003，返回两个值中pid2=1003表示P3的进程ID返回给父进程P1，pid2=0标识进程P3本身。所以输出pid1=0，pid2=1003和pid1=0，pid2=0。

（6）执行整个结束。

根据以上分析可知答案：

1、一共执行了四个进程。（P0, P1, P2, P3）

2、另外几个进程的输出分别为：

 pid1:1001, pid2:0

 pid1:0, pid2:1003

 pid1:0, pid2:0

上机测试如下：

测试结果如下：

测试结果虽然不是1001，但是可以看出理论分析过程是正确的。

题目来自：http://www.cnblogs.com/leoo2sk/archive/2009/12/11/talk-about-fork-in-linux.html