前言

fork函数用于创建一个新进程，称为子进程，它与旧进程（称为系统调用fork的进程）同时运行，此进程称为父进程。

创建新的子进程后，两个进程将执行fork()系统调用之后的下一条指令。子进程使用相同的pc（程序计数器）、相同的CPU寄存器、在父进程中使用的相同打开文件。它不需要参数并返回一个整数值。

下面是fork()返回的不同值：

• 负值：创建子进程失败。
• 零：返回到新创建的子进程。
• 正值：返回父进程或调用者。该值包含新创建的子进程的进程ID

失败的两个主要原因：

1. 当前系统的进程数已经达到了系统规定的上限，这时Error Codes的值被设置为 EAGAIN
2. 系统内存不足，这时Error Codes的值被设置为 ENOMEM

代码示例

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
 
int main() {
    printf("before fork: \n");
    pid_t pid = fork();			//进程从当前位置开始分裂为父进程和子进程，分别开始交替向前并发执行，区分在于pid不同
    printf("after fork: \n");
    if (pid == -1) {
        perror("fork");
    }
 
    if (pid > 0) {
        printf("pid: %d\n", pid);
        //程序在父进程，返回子进程的pid
        printf("this is parent process, pid: %d, ppid: %d\n",  getpid(), getppid());
    } else if (pid == 0){
        //程序在子进程，它没有子进程，返回0
        printf("this is child process, pid: %d, ppid: %d\n",  getpid(), getppid());
    }
 
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("i: %d, pid: %d\n", i, getpid());
        sleep(1);
    }
 
    return 0;
}

输出结果如下：

before fork: 			
after fork: 				#父进程先执行
pid: 146087					#父进程的返回值是子进程的pid
this is parent process, pid: 146086, ppid: 144773
i: 0, pid: 146086			#父进程自己的pid
after fork: 				#子进程开始执行
this is child process, pid: 146087, ppid: 146086 #子进程pid, ppid
i: 0, pid: 146087  				#子进程pid		linux时间片为4ms~x00ms
i: 1, pid: 146086				#父进程pid
i: 1, pid: 146087
i: 2, pid: 146086
i: 2, pid: 146087
i: 3, pid: 146086
i: 3, pid: 146087
i: 4, pid: 146086
i: 4, pid: 146087

为什么fork会返回两次？

由于在复制时复制了父进程的堆栈段，所以两个进程都停留在fork函数中，等待返回。因此fork函数会返回两次，一次是在父进程中返回，另一次是在子进程中返回，这两次的返回值是不一样的。过程如下图。

fork调用的一个奇妙之处就是 它仅仅被调用一次却能够返回两次，它可能有三种不同的返回值：

(1)在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID；
(2)在子进程中，fork返回0；
(3)如果出现错误，fork返回一个负值。

在fork函数执行完毕后，如果创建新进程成功，则出现两个进程，一个是子进程，一个是父进程。在子进程中，fork函数返回0，在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID。我们可以通过fork返回的值来判断当前进程是子进程还是父进程。

引用一位网友的话来解释fork函数返回的值为什么在父子进程中不同。“其实就相当于链表，进程形成了链表，父进程的fork函数返回的值指向子进程的进程id, 因为子进程没有子进程，所以其fork函数返回的值为0.

调用fork之后，数据、堆、栈有两份，代码仍然为一份但是这个代码段成为两个进程的共享代码段都从fork函数中返回，箭头表示各自的执行处。当父子进程有一个想要修改数据或者堆栈时，两个进程真正分裂。

子进程代码是从fork处开始执行的， 为什么不是从#include处开始复制代码的？这是因为fork是把 进程当前的情况拷贝一份 ， 执行fork时，进程已经执行完了前面部分逻辑。fork只拷贝下一个要执行的代码到新的进程。