代碼

#include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <iostream> #include <errno.h>int main() {pid_t pid;pid = fork();if (pid < 0)std::cout << "error in fork! errno = " << errno << std::endl;else if (pid == 0)std::cout << "I am the child process, my process id is " << getpid() << std::endl;elsestd::cout << "I am the parent process, my process id is " << getpid() << std::endl;return 0; }

結果

I am the parent process, my process id is 24275 I am the child process, my process id is 24276

對于 fork() 函數，在父進程中返回子進程的 PID（ > 0 ），在子進程中返回 0 。

1、那么 fork() 函數是如何實現在不同的進程中返回不同的結果呢？

答案：

當你的程序執行到下面的語句：?

int pid = fork();?

操作系統創建一個新的進程（子進程），并且在進程表中相應為它建立一個新的表項。新進程和原有進程的可執行程序是同一個程序。上下文和數據，絕大部分就是 原進程（父進程）的拷貝，但它們是兩個相互獨立的進程！此時程序寄存器 pc，在父、子進程的上下文中都聲稱，這個進程目前執行到 fork 調用即將返回（此時子進程不占有CPU，子進程的 pc 不是真正保存在寄存器中，而是作為進程上下文保存在進程表中的對應表項內）。問題是怎么返回，在父子進程中就分道揚鑣了呢？

父進程繼續執行，操作系統對 fork 的實現，使這個調用在父進程中返回剛剛創建的子進程的 PID（一個正整數），所以下面的 if 語句中 pid < 0 , pid == 0 的兩個分支都不會執行。所以輸出 “I am the parent process...”。?

子進程在之后的某個時候得到調度，它的上下文被換入，占據 CPU，操作系統對 fork 的實現，使得子進程中 fork 調用返回0。所以在這個進程（注意這不是父進程了哦，雖然是同一個程序，但是這是同一個程序的另外一次執行，在操作系統中這次執行是由另外一個進程表示的，從執行的角度說和父進程相互獨立）中 pid = 0 。這個進程繼續執行的過程中，if 語句中 pid < 0 不滿足，但是 pid == 0 是 true。所以輸出 “I am the child process...”。?

為什么看上去程序中互斥的兩個分支都被執行了？在一個程序的一次執行中，這當然是不可能的；但是你看到的兩行輸出是來自兩個進程，這兩個進程來自同一個程序的兩次執行。?

fork 之后，操作系統會復制一個與父進程完全相同的子進程，雖說是父子關系，但是在操作系統看來，他們更像兄弟關系，這 2 個進程共享代碼空間，但是數據 空間是互相獨立的，子進程數據空間中的內容是父進程的完整拷貝，指令指針也完全相同，但只有一點不同，如果 fork 成功，子進程中 fork 的返回值是 0 ， 父進程中 fork 的返回值是子進程的進程號，如果 fork 不成功，父進程會返回錯誤。?

可以這樣想象，2 個進程一直同時運行，而且步調一致，在 fork 之后，他們分別作不同的工作，也就是分岔了。這也是 fork為什么叫 fork 的原因。

在程序段里用了 fork() 之后程序出了分岔，派生出了兩個進程。具體哪個先運行就看該系統的調度算法了。

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2、fork() 執行過程。

看這一句：pid＝fork() 。

當執行這一句時，當前進程進入 fork() 運行，此時，fork() 內會用一段嵌入式匯編進行系統調用：int 0x80（具體代碼可參見內核版本 0.11 的 unistd.h 文件的 133 行 _syscall0 函數）。

這時進入內核根據此前寫入 eax 的系統調用功能號 便會運行 sys_fork 系統調用。

接著，sys_fork?中首先會調用 C 函數 find_empty_process 產生一個新的進程，然后會調用 C 函數 copy_process 將父進程的內容復制給子進程，但是子進程 tss 中的 eax 值賦值為 0（這也是為什么子進程中返回 0 的原因）。當賦值完成后， copy_process 會返回新進程（該子進程）的 pid，這個值會被保存到 eax 中。

這時子進程就產生了，此時子進程與父進程擁有相同的代碼空間，程序指針寄存器 eip 指向相同的下一條指令地址，當 fork 正常返回調用其的父進程后，因為 eax 中的值是新創建的子進程號。所以，fork()返回子進程號，執行 else（pid > 0）。

當產生進程切換運行子進程時，首先會恢復子進程的運行環境即裝入子進程的 tss 任務狀態段，其中的 eax 值( copy_process 中置為 0 )也會被裝入 eax 寄存器。所以，當子進程運行時，fork 返回的是 0 執行 if( pid == 0 )。

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3、fork() 和 vfork()?

二者的功能都是創建一個新的進程，但是二者的區別還是比較大的，主要部分如下：

（1）前者創建完進程之后，父進程由于占用了CPU的時間片，所以一般父進程先返回。當然了，如果父子進程都準備好了要返回了，但是此時 CPU 開始輪詢了，那么最后誰先返回就不確定了。總的來說，父子進程誰先執行是不確定的。對于后者，能夠保證子進程執行 exec 和 exit 之前，父進程處于休眠狀態，即：子進程先執行。

（2）前者在創建子進程時，子進程會復制掉父進程的數據段、堆、棧（代碼段共享）（Copy on Write）。后者的子進程在執行 exec 和 exit 之前，會與父進程共用父進程的虛擬地址空間。

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（SAW：Game Over！）

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Linux fork() 和 vfork()的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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