C 语言中的 fork() ？无法理解源代码

如何解决C 语言中的 fork() ？无法理解源代码

源代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
 
int main() {
  if(fork() == 0)
    if(fork())
      printf("Hello world!!\n");
  exit(0);
}

---

输出：
┌──(kali㉿kali)-[~/桌面/系统]
└─$ ./a.out

世界你好！！

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谁能解释一下程序的流程？ 我知道 fork() 的作用，但我无法理解这个源代码。 除了说它只是一个副本之外，任何人都可以分享当调用 fork() 时究竟发生了什么。

解决方法

fork() 是一个系统调用。这意味着它是由底层操作系统（在本例中，很可能是 Linux 内核）提供给用户的本机库的一部分。

Linux 下的进程以树状结构组织，这样每个进程都有一个父进程（除了根进程，称为init），每个进程都可能有子进程。每个进程也由 PID 唯一标识，实际上只是一个数字。

假设您启动进程 100，它将执行您提供的代码。运行时，处理 100 个调用 fork()。发生的情况如下：

• 内核会生成一个新进程，比如 PID 200，其父进程是进程 100。这包括为新进程分配一个全新的私有内存区域以供使用，因为它不会共享与其父的任何记忆。父内存被复制到新分配的子内存中。
• 子进程进程 200 恰好在 fork() 调用之后开始执行，其返回值为 0。 fork() 返回 0 表示作为新生成的进程的一部分继续执行。
• 进程 100（父进程）也会在 fork() 调用之后恢复执行。但在此过程中，fork() 将返回 200。 fork() 返回非零值表示作为父进程的一部分继续执行，返回的值为新子进程的 PID。

在任何实际情况下，PID 不会是 100 或 200，但这是一个粗略的想法。无论如何，让我们继续这个想法，让我们也重写您的代码如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
 
int main()
{
    int forkValue1 = fork();
    if(forkValue1 == 0)
    {
        int forkValue2 = fork();
        if(forkValue2)
        {
            printf("Hello world!!\n");
        }
    }
    exit(0);
}

现在让我们逐条分解它在运行时的作用，假设您的代码再次由进程 100 运行。

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流程 100：

int forkValue1 = fork();

• fork() 被调用！进程 200 由内核产生。
• 200，子进程的 PID，由 fork() 返回到 forkValue1，因为我们在父进程中，在父进程中发出对 fork() 的调用第一名。

if(forkValue1 == 0)

• 由于 forkValue1 为 200，因此条件的计算结果为 false，并跳过整个块。

exit(0);

• 进程 100 干净地退出。

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现在从流程 200 的角度来看会发生什么？

• 当进程 100 调用 fork() 时，内核会生成进程 200。执行在发起 fork() 调用后立即开始，在本例中返回 0，因为我们在子进程中。该值进入 forkValue1。

if(forkValue1 == 0)

• 由于 forkValue1 为 0，条件评估为真，并且块被执行。

int forkValue2 = fork();

• fork() 被调用！进程 300 由内核产生。
• 300，子进程的 PID，由 fork() 返回到 forkValue2，因为我们在父进程中，在父进程中发出对 fork() 的调用第一名。

if(forkValue2)

• 这真正意味着“如果 forkValue2 非零”。由于 forkValue2 是 300，因此条件评估为真，并且块被执行。

printf("Hello world!!\n");

• Process 200 将“Hello world!!\n”打印到标准输出。

exit(0);

• 进程 200 干净地退出。

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最后，让我们看看流程 300 的情况

• 当进程 200 调用 fork() 时，内核会生成进程 300。执行在发起 fork() 调用后立即开始，在本例中返回 0，因为我们在子进程中。该值进入 forkValue2。

if(forkValue2)

• forkValue2 为 0，因此条件评估为假，并跳过该块。

exit(0);

• 进程 300 干净地退出。

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这里的关键要点是，从系统的角度来看，这些进程基本上是重复的，它们执行流程的唯一区别是，对于其中之一，fork() 将返回 0，对于其他，它会返回别的东西。
这导致了 Linux 编程中一个非常常见的习语：

if (fork() == 0)
{
    /* Code for the newly spawned child process */
}
else
{
    /* Code for the parent process */
}

有关其他信息，请参阅 this question。