通过试验理解父进程fork子进程

标签: c语言  操作系统

场景:

在做《计算机操作系统》试验时,发现一个对现在的我来说比较奇怪的现象


问题描述:

原始代码:

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
main()
{
	pid_t pid;
	/*此时仅有一个进程*/
	pid=fork();
	/*此时已经有两个进程在同时运行*/
	if(pid<0)
		printf("error in fork!");
	else if(pid==0)
		printf("I am the child process, my process ID is %d/n",getpid());
	else
		printf("I am the parent process, my process ID is %d/n",getpid());
}

这代码就是程序运行时再创建出一个子进程出来

运行结果:
在这里插入图片描述
从结果可以看到,if分支运行了两次,刚开始很懵,很想搞清楚这到底是怎么实现的,但又不知道去问谁,于是就有了下文。



分析:

经过几番的测试,终于得到一个比较能反应其过程的代码

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
main() {
        printf("程序开始\n");
        int i = 1;
        pid_t pid;
        pid = fork();
        if (pid < 0) {
                printf("error in fork!");
        }
        else if (pid == 0) {
                printf("I am the child process, my process ID is %d\n",getpid());
                printf("第%d次\n",i++);
        }
        else {
                printf("I am the parent process, my process ID is %d\n",getpid());
                printf("第%d次\n",i++);
        }
        printf("第%d次\n",i++);
        printf("程序结束\n");
}

运行结果:
在这里插入图片描述
可以清楚地看到:程序只有一处开始,但是结束了两次。

我将其比喻成:孙悟空一个地方出发去某地,但中间有个岔路口(岔路口后的两条路是一模一样的),于是他自己选了一条路走,再变了一个分身出来,去另一条路

现在来看看其中的变量i,本来我以为子进程会输出:第3次,第4次。但结果明显不是这样。

我的理解就是:父进程在fork出子进程时,OS会在内存中重新开辟一个空间,把父进程的上下文复制到其中,这样子进程与父进程的运行不会相互影响,它们的变量i的值都是在fork之前的1,所以才会出现这样的结果。



验证:

接下来,我们可以改变fork的位置来验证一下上面的猜想是否正确

代码:

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
main() {
        printf("程序开始\n");
        int i = 1;
        pid_t pid;
        //pid = fork();
        if (pid < 0) {
                printf("error in fork!");
        }
        else if (pid == 0) {
                printf("I am the child process, my process ID is %d\n",getpid());
                printf("第%d次\n",i++);
        }
        else {
                printf("I am the parent process, my process ID is %d\n",getpid());
                printf("第%d次\n",i++);
        }
        pid = fork();
        printf("第%d次\n",i++);
        printf("程序结束\n");
}

结果:
在这里插入图片描述
这里子进程输出的i就是fork之前的值2了。


总结:

总结一下:父进程在fork子进程时,就是把自己的所有资源复制到OS为子进程在内存中新开辟一块空间中,子进程只会执行把它fork出来的语句后的代码,不会从头执行(不然就变成套娃了)。
上面只是自己的一些问题以及想法,后来看了下面这博客,讲的挺细的,也有了新的收获
进程 第二天 (fork函数&子进程与父进程&守护进程)

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