FORK（）函數的理解

子進(jìn)程和父進(jìn)程都執行在fork函數調用之后的代碼，子進(jìn)程是父進(jìn)程的一個(gè)拷貝。例如，父進(jìn)程的數據空間、堆?？臻g都會(huì )給子進(jìn)程一個(gè)拷貝，而不是共享這些內存。

Current implementations don't perform. a complete copy of the parent's data, stack, and heap, since a fork is often followed by an exec. Instead, a technique called copy-on-write (COW) is used. These regions are shared by the parent and the child and have their protection changed by the kernel to read-only. If either process tries to modify these regions, the kernel then makes a copy of that piece of memory only, typically a page in a virtual memory system. Section 9.2 of Bach [1986] and Sections 5.6 and 5.7 of McKusick et al. [1996] provide more detail on this feature.

我們來(lái)給出詳細的注釋

#include

#include

int main(void)

{

pid_t pid;

int count=0;

/*此處，執行fork調用，創(chuàng )建了一個(gè)新的進(jìn)程， 這個(gè)進(jìn)程共享父進(jìn)程的數據和堆?？臻g等，這之后的代碼指令為子進(jìn)程創(chuàng )建了一個(gè)拷貝。 fock 調用是一個(gè)復制進(jìn)程，fock 不象線(xiàn)程需提供一個(gè)函數做為入口， fock調用后，新進(jìn)程的入口就在 fock的下一條語(yǔ)句。*/

pid = fork();

/*此處的pid的值，可以說(shuō)明fork調用后，目前執行的是父進(jìn)程還是子進(jìn)程*/

printf( Now, the pid returned by calling fork() is %dn, pid );

if ( pid>0 )

{

/*當fork在子進(jìn)程中返回后，fork調用又向父進(jìn)程中返回子進(jìn)程的pid， 如是該段代碼被執行，但是注意的事，count仍然為0， 因為父進(jìn)程中的count始終沒(méi)有被重新賦值, 這里就可以看出子進(jìn)程的數據和堆?？臻g和父進(jìn)程是獨立的，而不是共享數據*/

printf( This is the parent process,the child has the pid:%dn, pid );

printf( In the parent process,count = %dn, count );

}

else if ( !pid )

{ /*在子進(jìn)程中對count進(jìn)行自加1的操作，但是并沒(méi)有影響到父進(jìn)程中的count值，父進(jìn)程中的count值仍然為0*/

printf( This is the child process.n);

printf( Do your own things here.n );

count++;

printf( In the child process, count = %dn, count );

}

else

{

printf( fork failed.n );

}

return 0;

}

也就是說(shuō)，在Linux下一個(gè)進(jìn)程在內存里有三部分的數據，就是代碼段、堆棧段和數據段。代碼段，顧名思義，就是存放了程序代碼的數據，假如機器中有數個(gè)進(jìn)程運行相同的一個(gè)程序，那么它們就可以使用相同的代碼段。堆棧段存放的就是子程序的返回地址、子程序的參數以及程序的局部變量。而數據段則存放程序的全局變量，常數以及動(dòng)態(tài)數據分配的數據空間(比如用malloc之類(lèi)的函數取得的空間)。系統如果同時(shí)運行數個(gè)相同的程序，它們之間就不能使用同一個(gè)堆棧段和數據段。

仔細分析后，我們就可以知道：

一個(gè)程序一旦調用fork函數，系統就為一個(gè)新的進(jìn)程準備了前述三個(gè)段，首先，系統讓新的進(jìn)程與舊的進(jìn)程使用同一個(gè)代碼段，因為它們的程序還是相同的，對于數據段和堆棧段，系統則復制一份給新的進(jìn)程，這樣，父進(jìn)程的所有數據都可以留給子進(jìn)程，但是，子進(jìn)程一旦開(kāi)始運行，雖然它繼承了父進(jìn)程的一切數據，但實(shí)際上數據卻已經(jīng)分開(kāi)，相互之間不再有影響了，也就是說(shuō)，它們之間不再共享任何數據了。

fork()不僅創(chuàng )建出與父進(jìn)程代碼相同的子進(jìn)程，而且父進(jìn)程在fork執行點(diǎn)的所有上下文場(chǎng)景也被自動(dòng)復制到子進(jìn)程中，包括：

——全局和局部變量

——打開(kāi)的文件句柄

——共享內存、消息等同步對象

而如果兩個(gè)進(jìn)程要共享什么數據的話(huà)，就要使用另一套函數(shmget，shmat，shmdt等)來(lái)操作?，F在，已經(jīng)是兩個(gè)進(jìn)程了，對于父進(jìn)程，fork函數返回了子程序的進(jìn)程號，而對于子程序，fork函數則返回零，這樣，對于程序，只要判斷fork函數的返回值，就知道自己是處于父進(jìn)程還是子進(jìn)程中。