fork簡介：??????
?? fork英文原意是“分岔，分支”的意思，而在操作系統中，乃是著名的Unix（或類Unix，如Linux，Minix）中用于創建子進程的系統調用。?

【NOTE1】?
fork () 的作用是什么？換句話說，你用 fork () 的目的是什么？?
――是為了產生一個新的進程，地球人都知道 :)
產生一個什么樣的進程？?
――和你本來調用 fork () 的那個進程基本一樣的進程，其實就是你原來進程的副本;?
真的完全一樣嗎？?
――當然不能完全一樣，你要兩個除了 pid 之外其它一模一樣的進程干什么，就算memory?
再多也不用這么擺譜吧？?
哪里不一樣？?
――當然最重要的是 fork () 之后執行的代碼不一樣，you know, i know :)?
怎么實現呢？?
――如果是 Windows，它會讓你在 fork () 里面提供一大堆東西，指明這個那個什么的……?
我用的是 unix 啊?
――所以很簡單，unix 會讓兩個進程（不錯，原來是一個，unix 替你復制了一個，現在有兩個）?
在 fork () 之后產生不同：返回值不同。其中一個進程（使用新的 pid）里面的 fork () 返回零，?
這個進程就是“子進程”；而另一個進程（使用原來的 pid）中的 fork () 返回前面那個子進程的?
pid，他自己被稱為“父進程”?
然后呢？?
――寫代碼的人又不笨，當然就根據返回值是否非零來判斷了，現在我是在子進程里面呢，還是在?
父進程里面？在子進程里面就執行子進程該執行的代碼，在父進程里面就執行父進程的代碼……?

??? 有鐵桿 windows fans 借此說明，windows 好啊，子進程用子進程的代碼，父進程用父進程的，?
你 unix 笨了吧，子進程包含父進程、子進程的代碼，父進程包含父進程子進程的代碼，豈不是多占用內存了嗎？?
――據我所知，unix 代碼段都是可重入代碼，也就是說，進程復制，并不復制代碼段，若干個進程?
共享同一代碼段，增加的只是全局共享數據和對文件描述符的引用等，另外就是堆棧。你一個代碼?
長達 10M 的進程，fork () 出三四個子進程，只是增加一點內存占用（如果你沒有使用很多全局變量?
的話），而不是占用 40M 以上的內存。?

【NOTE2】?
程序?? 從?? fork?? 開始分支?? （稱分支不準確），?? 一路是主進程?? pid?? >?? 0?? (pid?? 是子進程ID)?? 一路是子進程?? pid?? ==?? 0?? 自此分成兩個任務?
其實fork的時候已經兩個分支了，數據段被復制了一份，因此pid有兩份???????
執行pid=fork()時，返回值賦給pid在兩個進程中運行，???????
fork會返回給父進程的那個>0的值，告訴調用者新建進程的pid????
子進程的fork返回值是0?????
更不用說if...else的比較也是在兩個進程中都做的了????

【NOTE3】?
fork的精辟剖析?
程序如下：?
#include <unistd.h>;?
#include <sys/types.h>;?
main ()

{ pid_t pid;?
pid=fork();?

?? if (pid < 0) printf("error in fork!");?
else if (pid == 0)?
?? printf("i am the child process, my process id is %dn",getpid());?
else?
printf("i am the parent process, my process id is %dn",getpid());?
}?

結果是?

[root@localhost c]# ./a.out?

i am the child process, my process id is 4286?

i am the parent process, my process id is 4285?

一：?
要搞清楚fork的執行過程，就必須先講清楚操作系統中的“進程(process)”概念。一個進程，主要包含三個元素：?

o. 一個可以執行的程序；?

o. 和該進程相關聯的全部數據（包括變量，內存空間，緩沖區等等）；?

o. 程序的執行上下文（execution context）。?

不妨簡單理解為，一個進程表示的，就是一個可執行程序的一次執行過程中的一個狀態。操作系統對進程的管理，典型的情況，是通過進程表完成的。進程表中的每 一個表項，記錄的是當前操作系統中一個進程的情況。對于單 CPU的情況而言，每一特定時刻只有一個進程占用 CPU，但是系統中可能同時存在多個活動的（等待執行或繼續執行的）進程。一個稱為“程序計數器（program counter, pc）”的寄存器，指出當前占用 CPU的進程要執行的下一條指令的位置。當分給某個進程的 CPU時間已經用完，操作系統將該進程相關的寄存器的值，保存到該進程在進程表中對應的表項里面；把將要接替這個進程占用 CPU的那個進程的上下文，從進程表中讀出，并更新相應的寄存器（這個過程稱為“上下文交換(process context switch)”，實際的上下文交換需要涉及到更多的數據，那和fork無關，不再多說，主要要記住程序寄存器 pc指出程序當前已經執行到哪里，是進程上下文的重要內容，換出 CPU的進程要保存這個寄存器的值，換入CPU的進程，也要根據進程表中保存的本進程執行上下文信息，更新這個寄存器）。?

好了，有這些概念打底，可以說fork了。當你的程序執行到下面的語句：?

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。?

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。?

如果需要父子進程協同，可以通過原語的辦法解決。?

二：?
進程的創建:?
創建一個進程的系統調用很簡單.我們只要調用fork函數就可以了.?
＃include <unistd.h>?
pid_t fork();?

當一個進程調用了fork以后,系統會創建一個子進程.這個子進程和父進程不同的地方只有他的進程ID和父進程ID,其他的都是一樣.就象父進程克隆 (clone)自己一樣.當然創建兩個一模一樣的進程是沒有意義的.為了區分父進程和子進程,我們必須跟蹤fork的返回值. 當fork掉用失敗的時候(內存不足或者是用戶的最大進程數已到)fork返回-1,否則fork的返回值有重要的作用.對于父進程fork返回子進程的 ID,而對于fork子進程返回0.我們就是根據這個返回值來區分父子進程的. 父進程為什么要創建子進程呢?前面我們已經說過了Linux是一個多用戶操作系統,在同一時間會有許多的用戶在爭奪系統的資源.有時進程為了早一點完成任 務就創建子進程來爭奪資源. 一旦子進程被創建,父子進程一起從fork處繼續執行,相互競爭系統的資源.有時候我們希望子進程繼續執行,而父進程阻塞,直到子進程完成任務.這個時候 我們可以調用wait或者waitpid系統調用.?

?? 總結一下有三：?

1,派生子進程的進程，即父進程，其pid不變；?

2,對子進程來說，fork返回給它0,但它的pid絕對不會是0；之所以fork返回0給它，是因為它隨時可以調用getpid()來獲取自己的pid；?

3,fork之后父子進程除非采用了同步手段，否則不能確定誰先運行，也不能確定誰先結束。認為子進程結束后父進程才從fork返回的，這是不對的，fork不是這樣的，vfork才這樣。?


【NOTE4】?

首先必須有一點要清楚，函數的返回值是儲存在寄存器eax中的。?
其次，當fork返回時，新進程會返回0是因為在初始化任務結構時，將eax設置為0；?
在fork中，把子進程加入到可運行的隊列中，由進程調度程序在適當的時機調度運行。也就是從此時開始，當前進程分裂為兩個并發的進程。?
無論哪個進程被調度運行，都將繼續執行fork函數的剩余代碼，執行結束后返回各自的值。?

【NOTE5】?
對于fork來說，父子進程共享同一段代碼空間，所以給人的感覺好像是有兩次返回，其實對于調用fork的父進程來說，如果fork出來的子進程沒有得到 調度，那么父進程從fork系統調用返回，同時分析sys_fork知道，fork返回的是子進程的id。再看fork出來的子進程，由 copy_process函數可以看出，子進程的返回地址為ret_from_fork（和父進程在同一個代碼點上返回），返回值直接置為0。所以當子進 程得到調度的時候，也從fork返回，返回值為0。?
??? 關鍵注意兩點：1.fork返回后，父進程或子進程的執行位置。（首先會將當前進程eax的值做為返回值）2.兩次返回的pid存放的位置。（eax中）?

進程調用copy_process得到lastpid的值（放入eax中，fork正常返回后，父進程中返回的就是lastpid）?
子進程任務狀態段tss的eax被設置成0，?
fork.c 中?
p-&gt;tss.eax=0;（如果子進程要執行就需要進程切換，當發生切換時，子進程tss中的eax值就調入eax寄存器，子進程執行時首先會將eax的內容做為返回值）?
當子進程開始執行時，copy_process返回eax的值。?
fork()后,就是兩個任務同時進行,父進程用他的tss,子進程用自己的tss,在切換時,各用各的eax中的值.?

所以，“一次調用兩次返回”是2個不同的進程！?
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&gt;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)。?

【NOTE5】?
理解它關鍵在于理解堆棧的切換和壓棧，彈棧!?
關于子進程的返回:?
子進程復制了父進程的棧內容，從高到低?
SS?
ESP?
EFLAGS?
CS?
EIP -----此是int 0x80 的下一條指令，也是子進程開始執行的地方！！！！?
DS?
ES?
FS?
EDX?
ECX?
EBX?
GS?
ESI?
EDI?
EBP?
EAX(0)?

由于 EAX = 0,所以子進程返回 0 給 fork.?

注：新進程的用戶棧設為其父進程的用戶棧(最后彈出的SS,ESP)。如果父子進程以copy_on_write方式共用用戶堆棧?
(Linux之下就是這樣的)，而且在此之前父進程修改了該堆棧(如果父進程先返回，這幾乎是肯定的），那么，系統已經為父進程創建了該用戶棧的副本，父進程原來的用戶棧留給了子進程。那么新進程的系統棧已經清空，新進程回到了用戶態，返回到了函數fork。?

【NOTE6】?
關于fork的討論與評價：?
fork好不好？相比其他操作系統如Windows，Windows會有諸如CreateProcess這樣的函數來創建一個與生俱來兩手空空的獨立的新進程。然后還有一大堆參數，指手畫腳的告訴你這個那個是什么。。。?

煩!!!?

K.I.S.S. (Keep it simple,stupid.)是Unix的至高原則。?

fork 起源于 Unix 操作系統。那是貝爾實驗室的 K&R (這兩人是Unix和C語言之父) 的一項天才發明!!!?? Linux由于與生俱來就與Unix血濃于水，所以繼承了它的這個天才發明。?

這種方法效率是很高的。因為復制的代價是很低的。在計算機網絡的實現中，以及在 client/server 系統中的server 一方的實現中，fork 常常是最自然，最有效，最適宜的手段。很多人甚至懷疑，到底是先有 fork 還是先有 client/server，因為 fork 似乎就是專門為此而設計的 !更重要的好處是，這樣有利于父子進程間通過 pipe 建立起一種簡單有效的進程間通信管道，并且產生了操作系統的用戶界面即 shell 的管道機制。這一點，對于 Unix 的發展和應用推廣，對于 Uinx 程序設計環境的形成，對于 Unix 程序設計風格的形成，都有非常深遠的影響。可以說這是一項天才的發明，它在很大程度上改變了操作系統的發展方向。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的fork的返回值的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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