Linux下fork机制详解（以PHP为例）

参考：https://blog.csdn.net/jason314/article/details/5640969

1.fork简介

• 一个进程，包括代码、数据和分配给进程的资源。fork（）函数通过系统调用创建一个与原来进程几乎完全相同的进程，也就是两个进程可以做完全相同的事，但如果初始参数或者传入的变量不同，两个进程也可以做不同的事。
• 一个进程调用fork（）函数后，系统先给新的进程分配资源，例如存储数据和代码的空间。然后把原来的进程的所有值都复制到新的新进程中，只有少数值与原来的进程的值不同。相当于克隆了一个自己。
• fork调用的一个奇妙之处是它仅仅被调用一次，却能够返回两次，它可能有三种不同的返回值：
  • 在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID；
  • 在子进程中，fork返回0；
  • 如果出现错误，fork返回一个负值；
• 关于fork出来的进程PID不同的解释：
• 进程形成了链表，父进程的pid(p 意味point)指向子进程的进程id。
  
• 子进程没有子进程，所以其fpid为0。
• 可以通过fork返回的值来判断当前进程是子进程还是父进程。
• 父子进程执行没有固定的先后顺序，哪个进程先执行要看系统的进程调度策略

<?php

/**
 * fork_demo.php
 * @desc：单进程
 */
$count= 0;
$fpid = pcntl_fork(); 
if ($fpid < 0) { 
    echo "error in fork!"; 
} else if ($fpid == 0) {
    //子进程执行空间
    //getmypid()可在Windows和Linux上执行，获取当前进程PID
    echo sprintf("i am the child process, my process id is %d\n",getmypid()); 
    $count++;
} else {
    //父进程执行空间
    //posix_getpid()只能在Linux上执行，获取当前进程PID
    echo sprintf("i am the parent process, my process id is %d\n",posix_getpid()); 
    $count++;
}
echo sprintf("the count of result: %d\n", $count);

?>

 执行结果：

 

2.fork进阶

<?php
/**
 * fork_demo2.php
 * @desc:多进程
 */
define('FORK_NUMS', 2);

echo "i son/pa ppid  pid   fpid\n";
//ppid 指当前进程的父进程
//pid指当前进程
//fpid指fork返回给当前进程的值
for($i=0; $i<FORK_NUMS; $i++){
    $fpid = pcntl_fork();
    if($fpid<0){
        echo "fork error";
    }else if($fpid == 0){
        $format = "%d child  %5d %5d %5d\n";
        echo sprintf($format, $i, posix_getppid(), posix_getpid(), $fpid);
    }else{
        $format = "%d parent %5d %5d %5d\n";
        echo sprintf($format, $i, posix_getppid(), posix_getpid(), $fpid);
    }
}

 执行结果：

 

代码解析：
1.第一步：在父进程中，指令执行到for循环中，$i=0，接着执行fork，系统中出现两个进程，分别是p33584和p33585（后面我都用pxxxx表示进程id为xxxx的进程）。可以看到父进程p33584的父进程是p31166，子进程p33585的父进程正好是p33584。我们用一个链表来表示这个关系：
  p31166->p33584->p33585
  第一次fork后，p33584（父进程）的变量为$i=0，$fpid=33585（fork函数在父进程中返向子进程pid）

2.第二步：假设父进程p33584先执行，当进入下一个循环时，$i=1，接着执行fork，系统中又新增一个进程p33586，对于此时的父进程，p31166->p33584（当前进程）->p33585（被创建的子进程）。
  对于子进程p33585，执行完第一次循环后，$i=1，接着执行fork，系统中新增一个进程p33587，对于此进程，p33584->p33585（当前进程）->p33587（被创建的子进程）。从输出可以看到p33585原来是p33584的子进程，现在变成p33587的父进程。父子是相对的，这个大家应该容易理解。只要当前进程执行了fork，该进程就变成了父进程了，就打印出了parent。

3.第三步：第二步创建了两个进程p33586，p33587，这两个进程执行完sprintf函数后就结束了，因为这两个进程无法进入第三次循环，无法fork，其他进程也是如此。

4.程序最终产生了3个子进程，执行过6次sprintf()函数。

5.流程图如下：