fork函数小解

学了好久终于搞懂fork函数的一些作用

1. fork函数作用：用于创建新的子进程

这是fork最根本的功能，在父进程里创建新的子进程、

但是创建新的子进程之后呢？

子进程和父进程的关系是什么样的？

为什么fork得到的子进程返回值为0，父进程得到的返回值是子进程pid？

以及多级fork函数调用，得到曾曾……曾孙子进程返回的pid是多少呢？

2. 继承父进程的一切

调用fork函数之后，父进程会创建一个几乎一模一样的子进程出来

几乎一模一样是什么意思？

1. 子进程的代码和父进程完全相同
2. 子进程的变量以及变量的值和父进程完全相同，包括全局变量，局部变量都相同，但是唯一的不同就是fork()函数的返回值不同，如果用一个变量接受fork函数返回值，那么父子进程这个变量的值就会不同
   1. 比如：父进程执行fork函数创建子进程，这个fork函数在父进程里返回的是子进程的 PID； 在子进程里返回的是 0
   2. 这是为了区分父子，因为他们完全一模一样的话操作系统也不知道谁是爹谁是儿了，就不方便管理，仅此而已
3. 执行顺序也相同，子进程会接着父进程的执行顺序继续往下执行，也就是接着执行父进程执行fork()创建自己之后的代码，要注意的是如果子进程是在父进程的分支创建，那么子进程也就只能接着这个分支继续执行，也就是说，子进程和父进程执行逻辑一样，不会执行另一个分支，后面我们有题目讲解

再次提醒，fork在父进程的返回值是子进程pid，在子进程中返回0

父子关系判断很简单：这个fork函数谁调用的谁就是爹，被创建的儿子接着fork往下执行

3. 子进程创建新的子进程，子子孙孙无穷匮也？

父进程执行fork创建子进程A，子进程A也执行fork创建孙子进程B

我们知道父进程中执行一个fork返回子进程A的pid，且这个fork在子进程A会返回0

那么子进程A执行另一个fork创建孙子进程B，这个fork在子进程A的返回值是什么呢？

答案如下：

子进程A执行fork()创建孙子进程B，该fork在子进程A中返回孙子进程B的pid

那么聪明的你一定知道该fork在孙子进程B中返回值是0

因为子进程A执行fork函数创建孙子进程B，A是B的父亲，所以在中A返回B的PID，在B中返回0

4. 读如下代码，写出执行结果，并描述父子关系

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
​
int main()
{pid_t pid1, pid2, pid3;pid1 = 0, pid2 = 0, pid3 = 0;pid1 = fork();if (pid1 == 0){pid2 = fork();pid3 = fork();}else{pid3 = fork();if (pid3 == 0){pid2 = fork();}if ((pid1 == 0) && (pid2 == 0)){printf("Level 1\n");}if (pid1 != 0){printf("Level 2\n");}if (pid2 != 0){printf("Level 3\n");}if (pid3 != 0){printf("Level 4\n");}}return 0;
}

分析

1. 父进程创建子进程1，pid1记录fork()返回值，也就是子进程1的pid，这里用pid1代指子进程1

2. 父进程继续执行，遇到if-else分支，父进程的pid1保存子进程1的pid，不为0，进入else分支

   1. 父进程再次创建子进程2，pid3保存子进程2的pid

   2. 父进程的pid1和pid3不为0，pid2 = 0，故进入if(pid1!=0)和if(pid3!=0)分支，输出Level 2 和Level 4父进程结束

3. 子进程1从pid1 = fork()之后开始执行，pid1 = fork返回值0，且子进程1继承父进程的pid2、pid3，所以子进程进入if分支

   1. 子进程创建孙子进程1，pid2 = 孙子进程1的pid，孙子进程还会创建曾孙子进程1

   2. 创建孙子进程2，pid3 = 孙子进程2的pid

   3. 子进程1结束

   4. 孙子进程1和孙子进程2以及曾孙子进程1都在if分支里，不会到else分支去，故不输出

4. 子进程2从else 分支的第一个fork函数后开始运行，故pid3 = 0 (fork()返回值)，继承父进程的 pid1 = 子进程1的pid，pid2 = 0

   1. 进入if(pid3 ==0)分支，创建孙子进程3，pid2 = 孙子进程3的pid

   2. 子进程2进入if(pid1 != 0) 和if(pid2 != 0)分支，分别输出Level 2和Level 3

   3. 子进程2结束

5. 孙子进程3的pid2 = 0 (fork返回值)，继承子进程2的pid1 = 子进程1的pid，pid3 = 0

   1. 进入if(pid1 != 0)分支，输出Level 2

故答案为：

Level 2
Level 4
Level 2
Level 3
Level 2

执行结果如下：