【linux进程(二)】如何创建子进程?--fork函数深度剖析

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进程状态管理

1. 前言
2. 查看进程的第二种方式
3. 如何创建一个子进程?
4. fork函数详解(一)
5. fork函数详解(二)
6. fork函数详解(三)
7. fork函数详解(四)
8. fork函数详解(五)
9. 总结以及拓展

1. 前言

我们已经会使用getpid/getppid
函数来查看pid和ppid了,本篇文章
会介绍第二种查看进程的方式

本章重点:

本篇文章着重介绍创建子进程
的函数:fork的概念以及返回值
本篇文章主要解决以下问题:

fork函数干了什么事?
为什么fork有两个返回值?
为啥fork的返回给父子进程的内容不同?
fork之后,父子进程谁先运行?
如何理解同一个变量有不同的值?

这些问题的答案会在文章中给出

2. 查看进程的第二种方式

在Linux系统中,有一个动态文件proc
它里面存放着所有进程的信息,之所以
叫动态文件是因为它会随着进程的改变
而随时更新它的内容!

查看所有进程文件:

使用指令: ls /proc/

查看特点的进程文件:

使用指令: ls /proc/pid

在这里插入图片描述

比如我现在写一个死循环代码
然后通过此文件来查看我这个进程:

查看动态文件

可以发现,在自行创建的进程中
有很多我们看不懂的文件,这些文件
也不需要掌握,但是有两个文件需要
大家注意,一个是cwd一个是exe

在这里插入图片描述

exe指向可执行程序的位置
cwd代表默认的当前文件

我们经常听见一句话:在当前文件
创建一个文件,在当前文件怎么怎么样
这个当前文件就是cwd指向的文件
并且Linux外壳的bash中,pwd指令
其实就是从cwd中找到当前路径的!

3. 如何创建一个子进程?

众所周知啊,Linux系统是用C语言写的
所以Linux中创建一个进程实际上也要
调用C语言的函数,也就是用代码创建
进程,用户使用代码创建进程叫系统调用

使用函数: fork

使用man指令查看fork函数信息:

在这里插入图片描述

写一段代码创建子进程观察情况:

#include<stdio.h>  
#include<unistd.h>  
#include<sys/types.h>  
int main()  
{
   	printf("我是一个进程,我的pid:%d\n",getpid());
  
    fork();
  
    printf("i am a process,pid:%d\n",getpid());
    sleep(1);
    return 0;
}

请看下面的图片观察情况:
在这里插入图片描述

接下来再打一个死循环观察情况:

#include<stdio.h>    
#include<unistd.h>    
#include<sys/types.h>    
int main()    
{    
    printf("我是一个进程,pid:%d ppid:%d\n",getpid(),getppid());                                                                                                         
    while(1)    
    {              
        fork();                                                          
        printf("i am a process,pid:%d ppid:%d\n",getpid(),getppid());    
        sleep(1);    
    }       
    return 0;
}

请看以下图片观察情况:
在这里插入图片描述

它会循环打印pid和ppid,可以发现
蓝色框里面的ppid明显是命令行解释器
bash的pid,这个进程的pid是31063
创建的子进程的pid是31064,并且子进程
的ppid也就是父亲id是31063,这就已经
说明了一个情况:fork之后,已经创建了子进程
并且此进程的父进程是我们自己写的程序!

4. fork函数详解(一)

通过上面的代码和图文,可以发现
fork之前的代码只有父进程执行
然而fork之后的代码父子进程都要执行

fork函数不仅会帮我们创建子进程
它还有两个返回值,父进程会接受到
子进程的pid,子进程会接收到值:0
那么你可能有疑问?既然fork之后
父子进程会执行一样的代码,那么子进程
的意义是什么?其实fork是这样用的:

int forkid = fork();
if(forkod==0)
{
	执行子进程的专有代码
}
else
{
	执行父进程的专有代码
}

实际上我们创建子进程的意义就是
为了让子进程执行和父进程不一样
的代码,实现和父进程不一样的功能
比如我们可以一边下载软件一边播放
音乐,这两个过程就是不同的进程在执行!

改修代码后查看fork的返回值:

#include<stdio.h>                                                                                                                                                       
#include<sys/types.h>    
#include<unistd.h>    
int main()    
{    
    printf("我是一个父进程,我的pid是: %d\n",getpid());    
    
    pid_t id = fork();    
    
    if(id==0)//子进程的代码片段    
    {    
        while(1)    
        {    
            printf("我是子进程: pid:%d ppid: %d ret:%d,我在进行下载任务\n",getpid(),getppid(),id);    
            sleep(1);    
        }    
    }    
    else if(id>0)//父进程的代码片段    
    {    
    
        while(1)    
        {    
            printf("我是父进程: pid:%d ppid: %d ret:%d,我在进行播放任务\n",getpid(),getppid(),id);    
        sleep(1);    
        }    
    } 
	return 0;
}