【系统编程】进程创建

一、进程身份与相关函数

进程ID相关函数

1. getpid()

   • 获取当前进程的进程 ID（PID）
   • 原型：pid_t getpid(void);
   • 返回值： 当前进程的 PID

2. getppid()

   • 获取当前进程的父进程 ID（PPID）
   • 原型：pid_t getppid(void);
   • 返回值： 父进程的 PID

用户身份相关函数

1. getuid()

   • 获取当前进程的实际用户 ID（UID）
   • 原型：uid_t getuid(void);

2. geteuid()

   • 获取当前进程的有效用户 ID（EUID）
   • 原型：uid_t geteuid(void);

用户组身份相关函数

1. getgid()

   • 获取当前进程的实际组 ID（GID）
   • 原型：gid_t getgid(void);

2. getegid()

   • 获取当前进程的有效组 ID（EGID）
   • 原型：gid_t getegid(void);

实际身份与有效身份

类型	含义说明
实际用户ID (UID) / 组ID (GID)	表示进程真正归属的用户/组，通常由登录身份决定
有效用户ID (EUID) / 组ID (EGID)	表示进程当前执行权限的用户/组，决定访问控制权限

二、fork函数

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

• 成功：
  • fork之后会产生一个子进程，父子进程各自对fork函数进行返回
  • 父进程：返回子进程的 id
  • 子进程：返回 0
• 失败：
  • 不产生子进程
• 失败的两个主要原因是：
  1）当前的进程数已经达到了系统规定的上限，这时 errno 的值被设置为 EAGAIN。
  2）系统内存不足，这时 errno 的值被设置为 ENOMEM。

三、创建子进程

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>// 自定义的错误打印函数
void sys_err(const char *str) {perror(str);exit(1);  // 退出程序
}int main(int argc, char *argv[])
{printf("==================before fork====================\n");pid_t pid = fork();if (pid == -1) {sys_err("fork error");}if (pid == 0) {// 子进程printf("This is a child process: %d, parent pid: %d\n", getpid(), getppid());} else if (pid > 0) {// 父进程printf("This is a parent process: %d, child pid: %d, my parent pid: %d\n", getpid(), pid, getppid());sleep(1);}printf("==================after fork====================\n");return 0;
}

查看所有进程信息：

ps aux

查看 fork 函数的父进程的信息：

ps aux | grep 3516

结果可见，/bin/bash是 fork 的父进程，也就是当前终端的 Shell

四、循环创建 n 个子进程

要求：

• 使用循环创建 N 个子进程；
• 每个子进程根据自身编号打印信息并休眠 i 秒；
• 用 sleep + printf 区分每个子进程的执行顺序；
• 学会控制 fork 的传播路径，避免进程爆炸。

在循环中调用 fork()，目的是想创建 N 个子进程：

for (int i = 0; i < N; i++) {fork();
}

• 实际上，会创建 2ⁿ 个进程（包括父进程），共 2ⁿ - 1 个子进程。
• 原因：每个已有的进程都执行 fork()，导致进程数量呈指数增长。
  • fork() 是复制当前进程；
  • 每个进程进入循环时，都会继续 fork；
  • 所以第 1 次 fork 产生 1 个子进程；
  • 第 2 次 fork，2 个进程继续 fork → 变 4 个；
  • 第 3 次 fork，4 个继续 fork → 变 8 个……

即：总进程数为 2ⁿ（n 为循环次数）

正确写法：

• 只有 主父进程 执行所有 fork()；
• 每个子进程创建后立即退出循环（或整个进程）；
• 可用 sleep(i) 控制输出顺序；
• 子进程数量就为 N，符合预期。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>int main(int argc, char *argv[]) {if (argc != 2) {fprintf(stderr, "用法: %s <子进程数量>\n", argv[0]);exit(1);}int n = atoi(argv[1]);  // 获取子进程数量for (int i = 0; i < n; i++) {pid_t pid = fork();if (pid < 0) {perror("fork 出错");exit(1);} else if (pid == 0) {// 子进程执行内容sleep(i);  // 休眠 i 秒printf("我是第 %d 个子进程，pid = %d，ppid = %d\n", i + 1, getpid(), getppid());exit(0);   // 子进程退出}// 父进程继续创建下一个子进程}// 父进程等待子进程结束（可选）sleep(n);  // 保证所有子进程输出完成printf("This is parent: %d\n", getpid());return 0;
}