C语言中的fork（）？无法理解源代码[关闭]

Question

源代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
 
int main() {
  if(fork() == 0)
    if(fork())
      printf("Hello world!!\n");
  exit(0);
}

---

输出：
┌──(kali㉿kali)-[~/桌面/系统]
└─$ ./a.out

世界你好！！

---

谁能解释一下程序的流程？ 我知道 fork() 做了什么，但我无法理解这个源代码。 除了说它只是一个副本之外，任何人都可以分享调用 fork() 时究竟发生了什么。

Answer 1

fork() 是一个系统调用。这意味着它是底层操作系统（在这种情况下，很可能是 Linux 内核）向用户提供的本机库的一部分。

Linux 下的进程以树状结构组织，每个进程都有一个父进程（根进程除外，称为init），每个进程都可能有子进程。每个进程也由一个 PID 唯一标识，实际上只是一个数字。

假设您启动了进程 100，它执行您提供的代码。运行时，处理 100 个调用 fork()。会发生以下情况：

• 内核生成一个新进程，例如 PID 200，其父进程为 100。这包括分配一个全新的私有内存区域供新进程使用，因为它不会共享任何与其父母的记忆。父内存被复制到新分配的子内存中。
• 子进程200在fork()调用之后开始执行，其返回值为0。 fork() 返回 0 表示作为新生成的进程的一部分继续执行。
• 进程 100，父进程，也在fork() 调用之后恢复执行。但在这个过程中，fork() 将返回200。 fork() 返回非零值表示作为父进程的一部分继续执行，返回值是新子进程的 PID。

在任何实际情况下，PID 都不会是 100 或 200，但这是一个粗略的想法。让我们继续这个想法，让我们也重写你的代码如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
 
int main()
{
    int forkValue1 = fork();
    if(forkValue1 == 0)
    {
        int forkValue2 = fork();
        if(forkValue2)
        {
            printf("Hello world!!\n");
        }
    }
    exit(0);
}

现在让我们逐条分解它在运行时的作用，假设您的代码再次由进程 100 运行。

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进程 100：

int forkValue1 = fork();

• fork() 被调用！进程 200 由内核生成。
• 200，子进程的PID，由fork()返回到forkValue1，因为我们在父进程中，它首先发出了对fork()的调用。

if(forkValue1 == 0)

• 由于 forkValue1 为 200，因此条件评估为 false，并跳过整个块。

exit(0);

• 进程 100 干净退出。

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现在从进程 200 的角度来看会发生什么？

• 当进程 100 调用 fork() 时，内核生成进程 200。在发起 fork() 调用之后立即开始执行，在这种情况下返回 0，因为我们在子进程中。该值进入forkValue1。

if(forkValue1 == 0)

• 由于forkValue1 为0，因此条件评估为真，并执行该块。

int forkValue2 = fork();

• fork() 被调用！进程 300 由内核生成。
• 300，子进程的PID，由fork()返回到forkValue2，因为我们在父进程中，它首先发出对fork()的调用。

if(forkValue2)

• 这真正的意思是“如果forkValue2 不为零”。由于forkValue2 为 300，因此条件评估为真，并执行该块。

printf("Hello world!!\n");

• 进程 200 将“Hello world!!\n”打印到标准输出。

exit(0);

• 进程 200 干净退出。

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最后，让我们看看进程 300 的情况

• 当进程 200 调用 fork() 时，内核生成进程 300。在发起 fork() 调用之后立即开始执行，在这种情况下返回 0，因为我们在子进程中。该值进入forkValue2。

if(forkValue2)

• forkValue2 为 0，因此条件评估为 false，并跳过该块。

exit(0);

• 进程 300 干净退出。

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这里的关键点是，从系统的角度来看，这些进程基本上是重复的，它们的执行流程的唯一区别是其中一个，fork() 将返回 0，而另一个，它会返回其他东西。
这就引出了一个 Linux 编程中非常常见的习语：

if (fork() == 0)
{
    /* Code for the newly spawned child process */
}
else
{
    /* Code for the parent process */
}

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