目录

一、前言

二、fork()函数

2.1 fork()函数的基本概念

2.2 问题一的解答

2.3 问题二的解答

2.4 问题三的解答

2.5 问题四的解答

2.6 问题五的解答

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一、前言

       在上节内容中我们已经学会了使用我们的getpid()和我们的getppid()去查看我们进程的pid，并且学习到了两种查看进程的方式，在我们的正文开始之前，我先对上文的一些内容做一些补充。

       在第二种查看进程的方式中我们看到一个进程的详细信息：

即上图的右半部分，这里我们主要对其中的  cwd 和  exe 进行说明。
       我们经常会遇到一个概念，叫做文件的当前目录，那什么是当前目录呢，这是什么意思呢，子在进程中 cwd 就指向该进程的当前目录，其实就是在默认情况下，进程启动所在的路径，就是当前的工作目录。
       那 exe 又是什么呢，exe 指向的是可执行程序的位置。
       在Linux中我们可通过指令来修改当前的工作目录：

chdir  +  路径 ：修改工作目录

二、fork()函数

2.1 fork()函数的基本概念+提出问题

       这里有一个问题，那就是如何去创建一个进程呢，最简单的方法就是执行我们的可执行程序，系统就会生成一个进程。我们还可以通过fork()这个函数在代码去主动去创建进程。

我们可以先用man指令查询一下这个函数：

       简单来说，fork()函数的作用就是创建一个当前进程的一个子进程。那我们要怎么理解去创建一个进程这样的一个概念呢？
       创建一个进程，其实就是系统申请内存，保存我们当前的可执行程序，生成其对应的一个PCB，并将该可执行程序及其PCB加入到我们的进程列表中。
       接下来就让我们先来看看fork()创建的进程有和特征。

      先写一段这样的代码，我们去观测一下该子进程的信息，至于为什么要这样写，我们等会再说，先跑起来看看。

我们会发现确实出现了两个进程，且其中一个进程的ppid是我们一个进程的pid。

       很明显，在我们的红色框框内第一个进程跟我们上节所讲的进程差不多，其父进程会是我们的命令行解释器。而这个第二个进程就应该是我们fork()函数所创建出来的子进程了。那我们再来看一段代码。

再来看看这段代码的运行结果。

       不难发现听音乐和下电影在同时运行，可是我们printf函数明明就只执行了一次为什么会输出两个不同的值，难道是我们的子进程继承了我们父进程的代码吗？就算是继承我父进程的代码，那我的fork()为什么会有两个返回值呢，这也太不符合我们之前所学了。那我们不妨把我们所有的问题全部抛出了一个一个解决。
        问题：

1. fork()函数干了什么事，我们为什么要使用它？
2. 为什么fork()函数会有两个不同的返回值？
3. 为什么fork()的返回值会给父进程返回子进程的pid，而给子进程返回0？
4. fork之后，子进程和父进程谁先执行？
5. 如何去理解一个变量却又不同的返回值？

2.2 问题一的解答

       刚刚我们有讲，fork()函数的作用是创建了一个子进程，那这个子进程有什么用呢？
       我们创建子进程主要为了使用其有两个返回值的特性，来帮助我们实现多任务并行运行这一场景。举个例子，比如上文我们想边下载电影边听音乐的场景。可是我们新建出来的子进程按道理来说是不会有代码的，那其是如何满足我们的需求的呢？

       所以在fork之后，我们的父进程和我们的子进程会执行一样的代码，那这里可能就有人会问了，那fork之前的代码呢，子进程就不执行了吗？ 是的，确实是不执行了，但是不是因为其看不到父进程的所有代码，而是子进程同样继承了父进程的寄存器。

2.3 问题二的解答

       问题又来了，为什么fork()会返回两个不同的值呢？ 在上文我们有提到，一个进程是怎么被创建出来的，即当其可执行程序和PCB被加入到进程队列时，该进程就已经被创建成功了，那这个时候，fork()函数有没有结束呢？ 没有，只能说其创建进程的任务完成了，但其还又一个语句没有执行呢，什么呢，那就是return。再回答第一个问题的时候我们就有提到，子进程会继承父进程的寄存器，那么此时寄存器是不是指向的是return语句呢？ 很显然是的，那么父进程返回一个值，子进程返回一个值，不就有两个返回值了吗？ 放张图，加深一下理解。

2.4 问题三的解答

为什么fork()的返回值会给父进程返回子进程的pid，而给子进程返回0呢？
这是因为父进程它很有可能不只有一个子进程，那其要是想对它的子进程进行管理该怎么做呢？那肯定是要根据其子进程的标识符呀，那么进程的标识符是什么呢，就是其pid。给自己的返回自己的pid没什么意义，所以fork就给子进程返回0。

2.5 问题四的解答

       创建完成子进程，这仅仅是一个开始，创建完成子进程之后，系统的其他进程，父进程，子进程都等着被系统调度执行。当父子进程的PCB都被创建且都在运行队列（操作系统会把其将要执行的代码放入一个队列中进行排队，这个队列就叫运行队列）中排队的时候，哪个进程先被调度，那个进程就先被执行。但是这个调度顺序是不确定的，由操作系统本身决定，由各自PCB中的调度信息（时间片、优先级等）+ 调度器算法共同决定的。

2.6 问题五的解答

为什么有两个返回值我们已经知道了，但是为什么这两个返回值不相同呢？
       这里就要提到，进程的独立性，其独立性首先就体现在各自的PCB是不会相互影响的。虽然父子进程共享代码，但是代码是只读的，无法被修改。但是数据却是可以被修改的，如果存在一个全局变量，我父进程需要根据这个全局变量作为判断条件，而我的子进程却会修改这个全局变量，那这不就影响到了我们的父进程了吗？所以数据每个进程都得想办法私有一份，怎么私有都拷贝下来吗，如果代码量很大的话，拷贝的代价就有点大了，而我们的操作系统是不会允许这样降低效率的事情发生的，那么我们该怎么办呢？
       这里主要是使用到了写时拷贝的方法，父子进程还是一样的共享代码，只有当自己要修改其中的某个变量时，才把这个变量拷贝过来，以达到不会相互影响的状态。