计算机操作系统基础十五使用fork系统调用创建进程

引言

本文为第十五篇，使用 fork 系统调用创建进程。创建进程属于非常重要的内容，无论是哪种语言，底层在创建进程的时候都是使用 fork 函数，本文使用 C 语言来熟悉 fork 系统调用创建进程

使用 fork 系统调用创建进程

• fork 系统调用是用于 创建进程 的
• fork 创建的进程 初始化状态 是和父进程一样的(进程有进程空间、内存、内存态等)
• 系统会为 fork 的进程分配新的资源(包括内存资源、CPU 资源等)
• fork 系统调用 无参数
• fork 会 返回两次，分别返回子进程 id 和 0(第一次是由父进程返回的，第二次由子进程所返回的，因此返回了两次)
• 返回子进程 id 的是父进程，返回 0 的是子进程

调用 fork 之后，我们就可以根据返回值是否为 0 来判断是父进程还是子进程返回的

代码示例：

#include<iostream>
#include<cstring>
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>

using namespace std;

int main()
{
    pid_t pid;
    pid = fork();
    if(pid == 0) {cout << "这是一个子进程" << endl;}
    else if(pid > 0) {
        cout << "这是一个父进程" << endl;
        cout << "子进程 id：" << pid << endl;
    }
    else if(pid < 0){cout << "创建进程失败" << endl;}
    return 0;
}

运行结果：

从运行结果可以看到，fork 确实是返回了两次，两个 if 里边都走到了

在前边也说到，当 fork 创建一个子进程的时候，这个子进程的初始化内存状态是和父进程一样的，下边也用代码验证一下：

#include<iostream>
#include<cstring>
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>

using namespace std;

int main()
{
    pid_t pid;
    int num = 888;
    pid = fork();
    if(pid == 0) {
        cout << "这是一个子进程" << endl;
        cout << "num in son process："<< num << endl;
        while(true) {
            num+=1;
            cout << "num in son process："<< num << endl;
            sleep(1);
        }
    }
    else if(pid > 0) {
        cout << "这是一个父进程" << endl;
        cout << "子进程 id：" << pid << endl;
        cout << "num in father process："<< num << endl;
        while(true) {
            num-=1;
            cout << "num in father process："<< num << endl;
            sleep(1);
        }
    }
    else if(pid < 0){cout << "创建进程失败" << endl;}
    return 0;
}

运行结果：

从图中可以看到子进程的初始值是和父进程是一样的，然后随着父进程和子进程执行的逻辑不一样，他们的 num 值就分道扬镳了。也就是说 初始化的状态，子进程的内存空间和父进程的内存空间是一样的，但是随着他们的逻辑走向不一样，他们的内存空间将走向不一样

在快速变化的技术中寻找不变，才是一个技术人的核心竞争力。知行合一，理论结合实践