fork函數

在諸多應用中，創建多個進程是任務分解時行之有效的方法。例如，某一網路伺服器進程可在偵聽客戶端請求的同時，為處理每---請求而創建一新的子進程，與此同時，伺服器進程會繼續偵聽更多的客戶端連接請求。以此類手法分解任務，通常會簡化應用程式的設計，同時提高了系統的併發性。(即，可同時處理更多的任務或請求。)

1 #include <sys/types.h>     
2 #include <unistd.h>    
3 pid_t fork(void); //返回：子進程中為0，父進程中為子進程I D，出錯為-1  

執行調用後將存在兩個進程，且每個進程都會從fork()的返回處繼續執行。

這兩個進程將執行相同的程式文本段，但卻各自擁有不同的棧段、數據段以及堆段拷貝。子進程的棧、數據以及棧段開始時是對父進程記憶體相應各部分的完全複製。執行fork()之後，每個進程均可修改各自的棧數據、以及堆段中的變數，而並不影響另一進程。

註：現在很多的實現並不做一個父進程數據段和堆的完全拷貝，因為在fork之後經常跟隨著exec。作為替代，使用了在寫時複製( Copy-On-Write, COW)的技術。這些區域由父、子進程共用，而且內核將它們的存取許可權改變為只讀的。（詳見Linux|Unix系統編程手冊）

程式代碼則可通過fork()的返回值來區分父、子進程。在父進程中，fork()將 返回新創建子進程的進程ID。

當無法創建子進程時，fork()將返回-1。 失敗的原因可能在於，進程數量要麼超出了系統針對此真實用戶(realuser ID)在進程數量.上所施加的限制(RLIMIT_ NPROC)，要麼是觸及允許該系統創建的最大進程數這一系統級上限。

一般來說，在fork之後是父進程先執行還是子進程先執行是不確定的。這取決於內核所使用的調度演算法。如果要求父、子進程之間相互同步，則要求某種形式的進程間通信。

例子：

 1 #include<stdio.h>
 2 #include<sys/types.h>
 3 #include<unistd.h>
 4 #include<sys/wait.h>
 5 #include<stdlib.h>
 6 #include<errno.h>
 7 #include<string.h>
 8 
 9 int main()
10 {
11     pid_t childPid;
12     /* if((childPid=fork())==-1)
13     {
14         printf("Fork error %s\n",strerror(errno));
15         exit(1);
16     }
17     else
18         if(childPid==0)
19         {
20             printf("I am the child : %d\n",getpid());
21             exit(0);
22         }
23         else
24         {
25             printf("I am the father : %d\n",getpid());
26             exit(0);
27         } */
28         switch(childPid=fork()){
29             case -1:
30                 printf("Fork error %s\n",strerror(errno));
31                 exit(1);
32             case 0:
33                 printf("I am the child : %d\n",getpid());
34                 exit(0);
35             default:
36                 printf("I am the father : %d\n",getpid());
37                 exit(0);
38                 
39         }
40     return 0;
41 }

結果：

vfork函數

類似於fork(), vfork()可以為調用進程創建一個新的子進程。然而，vfork()是為子進程立即執行exec()的程式而專門設計的。

#include <sys/types.h>     
#include <unistd.h>    
pid_t vfork(void); //返回：子進程中為0，父進程中為子進程I D，出錯為-1  

vfork()與fork()一樣都創建一個子進程， 但是它並不將父進程的地址空間完全複製到子進程中，因為子進程會立即調用 exec (或exit)，於是也就不會存訪該地址空間。不過在子進程調用 exec或exit之前，它在父進程的空間中運行。vfork()和fork()之間的另一個區別是：vfork()保證子進程先運行，在它調用exec或exit之後父進程才可能被調度運行。（如果在調用這兩個函數之前子進程依賴於父進程的進一步動作，則會導致死鎖。）

例子：

 1 #include<stdio.h>
 2 #include<sys/types.h>
 3 #include<unistd.h>
 4 #include<sys/wait.h>
 5 #include<stdlib.h>
 6 #include<errno.h>
 7 #include<string.h>
 8 
 9 int main()
10 {
11     pid_t childPid;
12     if((childPid=vfork())==-1)
13     {
14         printf("Fork error %s\n",strerror(errno));
15         exit(1);
16     }
17     else
18         if(childPid==0)         //子進程
19         {
20             sleep(1);           //子進程睡眠一秒
21             printf("I am the child : %d\n",getpid());
22             exit(0);
23         }
24         else                      //父進程
25         {
26             printf("I am the father : %d\n",getpid());
27             exit(0);
28         }
29     /* switch(childPid=vfork()){
30             case -1:
31                 printf("Fork error %s\n",strerror(errno));
32                 exit(1);
33             case 0:               //子進程
34                 sleep(1);        //子進程睡眠一秒
35                 printf("I am the child : %d\n",getpid());
36                 exit(0);
37             default:            //父進程
38                 printf("I am the father : %d\n",getpid());
39                 exit(0);
40                 
41         } */
42     return 0;
43 }

結果：

運行程式時可以看到，程式會停一秒然後分別列印出父子進程的ID.也就是說子進程進來就阻塞一秒，但也沒有先去運行父進程，而是讓子進程運行完了之後才運行父進程。

參考資料

Linux/Unix系統編程手冊

Unix環境高級編程

Linux程式設計