目录

一、进程以及相关概念和指令

1.什么是进程、什么是程序、有什么区别？

2.如何查看系统中有哪些进程？

3.什么是进程标识符？

4.什么叫父进程，什么叫子进程？

二、进程的创建

三、fork函数的实际应用场景

总结

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一、进程以及相关概念和指令

1.什么是进程、什么是程序、有什么区别？

·程序是静态的概念，例如 gcc -o a，磁盘中生成a文件，叫做程序。
·进程是程序的一次运行活动，通俗点讲就是程序跑起来了，系统中就多了一个进程。

2.如何查看系统中有哪些进程？

·使用ps指令查看；实际工作中，配合grep来查找程序中是否存在某一个进程。

只输入ps指令，可以看到只显示了两个进程，要想看到所有进程，输入 ps -aux，会列出非常多进程，这是我们可以用grep筛选我们想看的进程，例如：
格式为 ps -aux|grep 想查找的部分进程名 

·使用top指令查看；类似Windows的任务管理器。

3.什么是进程标识符？

每个进程都有一个非负整数表示的唯一ID，叫做pid，它就像进程的身份证一样。
Linux操作系统中，默认pid=0的进程为交换进程（swapper），作用是进程的调度；默认pid=1的进程为init进程，作用是系统的初始化。

编程调用getpid函数获取自身的进程标识符，getppid获取父进程的进程标识符。

4.什么叫父进程，什么叫子进程？

进程A创建了进程B，那么A叫做父进程，B叫做子进程，父子进程是相对的概念，这个还是比较好理解的。

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二、进程的创建

使用fork函数创建一个进程，函数原型为：

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

pid_t fork(void);

返回值返回两次！
·返回值为0，代表当前进程是子进程
·返回值为非负数，代表当前进程是父进程
·调用失败返回-1
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在了解为什么是返回两次之前，我们先做个实验：

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
	pid_t pid;
	pid = getpid();
	
	fork();
	printf("pid=%d\n",pid);
	return 0;
}

运行结果： 

发现printf函数运行了两次，我们猜测使用fork函数后，创建了另一个进程（原本的进程会从头往下执行，执行到fork时，创建了另外一个进程，两个进程都执行fork之后的代码） 
我们再写一个代码验证一下：

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
	pid_t pid;
	pid_t pid2;

	pid = getpid();
	printf("before fork: pid = %d\n",pid);//fork之前获取当前进程的pid

	fork();
	
	pid2 = getpid();//fork之后获取当前进程的pid，并且根据获取到的pid和fork之前的pid比较
	printf("after fork: pid = %d\n",pid2);

	if(pid==pid2)//说明当前进程不是新创建的进程
	{
		printf("this is father printf\n");
	}
	else//说明是被创建的新进程，称为子进程
	{
		printf("this is son printf,son pid = %d\n",getpid());//打印子进程的pid
	}

	return 0;
}

运行结果：

可以看到fork之前的pid为4563，使用fork函数后，先执行的是父进程，父进程执行完后才执行子进程，子进程的pid肯定和父进程不同，我们这里根据进程的标识符来判断父子进程（至于哪个进程先执行，这和进程调度有关，这里的调度是否和freeRTOS一样，既是否1ms交替执行我也不太清除，欢迎大佬在评论区做出解答！） 
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接着我们回到fork函数的返回值，就知道为什么会返回两次了，我们实验的代码都是通过获取当前运行的进程的pid来判断是否为新创建的进程（子进程），同样我们可以通过获取fork函数的返回值判断父子进程。

代码示例：

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
	pid_t pid;
	
	printf("father pid = %d\n",getpid());

	pid = fork();

	if(pid>0)//返回值大于0，表示当前进程为父进程
	{
		printf("this is father printf,pid = %d\n",getpid());
	}
	else if(pid == 0)//子进程返回值为0
	{
		printf("this is son printf,son pid = %d\n",getpid());
	}

	return 0;
}

运行结果：

创建进程后，子进程会拷贝父进程的代码，就是说fork函数后面的代码父子进程都会执行，只不过我们通过if判断选择不同的进程执行不同的代码罢了。虽说是拷贝代码，但是两个进程的数据的存储空间是不同的（如果我在父子进程都打印一个变量，但是子进程在打印前修改了变量，那么打印结果是不同的）。至于fork函数的返回值返回两次，我的理解是：在使用fork函数后，立马创建了两个进程，在父进程的返回值是大于零（通过进一步实验可知返回值为子进程的pid），在子进程的返回值为0；在两个进程里，fork函数的返回值不同，所以说fork的返回值返回了两次。

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三、fork函数的实际应用场景

        一个父进程希望复制自己，使父、子进程同时执行不同的代码段。这在网络服务进程中是常见的——父进程等待客户端的服务请求。当这种请求到达时，父进程调用fork，使子进程处理此请求。父进程则继续等待下一个服务请求到达。

代码示例：

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
	pid_t pid;
	int data;

	while(1)
	{
		printf("please input a data\n");//父进程一直等待客户的消息
		scanf("%d",&data);
		if(data == 1)//收到数据为1就创建一个子进程来处理客户的消息，父进程继续等待其他客户的消息
		{
			pid = fork();
			if(pid == 0)//在子进程里处理
			{
				while(1)//这里假设子进程处理时间比较长
				{
					printf("do net request,pid = %d\n",getpid());//子进程打印自己的pid
					sleep(3);//延时一会
				}
			}
		}
		else
		{
			printf("wait,do nothing\n");//收到的数据不是1则继续等待
		}
	}

	return 0;
}

这里用模拟网络服务进程，看一下运行结果：

可以看到输入1之后，父进程又立马打印了“please input a data”，把客户端的请求丢给了子进程来做，子进程3秒打印一次pid，输入1之后，又创建了一个pid为4644的子进程，说明一个父进程可以有多个子进程（子进程只能由一个父进程），且这些子进程互不干扰。 

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总结

        由fork创建的新进程被称为子进程（child process）。fork函数被调用一次，但返回两次。两次返回的唯一区别是子进程的返回值是0，而父进程的返回值则是新子进程的进程ID。将子进程ID返回给父进程的理由是:因为一个进程的子进程可以有多个，并且没有一个函数使一个进程可以获得其所有子进程的进程ID。fork使子进程得到返回值0的理由是:一个进程只会有一个父进程，所以子进程总是可以调用getppid以获得其父进程的进程ID(进程ID 0总是由内核交换进程使用，所以一个子进程的进程ID不可能为0)。
        子进程和父进程继续执行fork调用之后的指令。子进程是父进程的副本。例如，子进程获得父进程数据空间、堆和栈的副本。注意，这是子进程所拥有的副本。父、子进程并不共享这些存储空间部分。父、子进程共享正文段。