Linux系统编程fork详解

       使用fork函数会创建一个和父进程相同的子进程。在调用了fork函数后，会先为子进程申请一个PID号，然后申请一个PCB结构，然后将父进程的PCB结构复制过来，对于父进程的虚拟空间内的内容用到了读时共享，写时复制的机制(下面会讲)。

       #include <sys/types.h>        #include <unistd.h>        pid_t fork(void);

       对于fork函数没有参数，会返回一个pid_t的参数用来表示创建的子进程的PID号。如果返回的pid_t等于0的话表示当前的进程是子进程，如果返回的pid_t是大于0的数说明当前的进程是父进程，如果返回-1说明出错并设置errno。示例代码如下：

        pid_t pid = fork();
        if(pid > 0){
                printf("This is father pid\n");
        }
        else if(pid == 0){      
                printf("This is son pid\n");
        }
        else{
                perror("fork");
                exit(1);
        }

       此外还有两个函数可以用来查看当前的进程id和当前进程的父进程的id，分别是getpid()和getppid()，对应的参数如下：

       #include <sys/types.h>        #include <unistd.h>        pid_t getpid(void);        pid_t getppid(void);

       这两个函数都会返回一个PID值，具体的用法可以看下面的代码，同时也可以验证一下用fork所创建出来的子进程。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
        int n = 1;
        int m =2;
        pid_t pid = fork();
        if(pid > 0){
                printf("This is father pid\n");
                printf("pid : %d , father pid : %d\n", getpid(), getppid());
                while(1);
        }
        else if(pid == 0){
                printf("This is son pid\n");
                printf("pid : %d , father pid : %d\n", getpid(), getppid());
                while(1);
        }
        else{
                perror("fork");
                exit(1);
        }
        return 0;
}

       运行结果如下：

 其中父进程的id为3912，子进程的id为3913，其中父进程的父进程应该为终端的进程，id为2149。

 最开始的linux的创建子进程的实现方法是在子进程创建时就直接将父进程的所有内容复制到子进程中，但是这一操作会造成不必要的资源和时间的消耗。所以就有了读时共享，写时复制的机制。系统会为子进程创建其自己的4G的虚拟内存，而虚拟内存又分为内核内存和用户内存，大小比为1:3。子进程的虚拟地址映射了父进程的虚拟地址所指向的物理内存，所以父子进程实际上共享了同一块物理内存。那么对于父子进程来说它们应该是两个独立的进程，所以当父子进程对物理内存进行读的操作时，二者是共享的，但是如果父或子进程要进行写操作的时候，此时父进程才会将要操作的内容复制给子进程。这样父子进程在逻辑上仍然是严格互相独立的两个进程，各自维护各自的参数，只是在物理上实现了读时共享，写时复制。