使用 fork() 调用后如何在进程之间传递值？

Question

我需要创建一个程序，该程序将启动 4 个进程之间的竞赛，以从用户输入中获取一个数字。用户将输入 4 个数字（1 到 4），收到第一个数字 (1) 的进程将成为获胜者，首先，随后的进程将获得第二、第三和第四名，具体取决于他们从用户。

程序将首先使用fork()系统调用创建4个进程，每个创建的进程由一个1到4的数字标识，这个数字表示它的创建顺序。例如，创建的第一个子进程的 ID = 1。

毕竟，进程被创建，进程将开始向用户请求一个数字。每个进程都会打印它从用户那里得到的号码，并打印它的 ID 号。父进程不参与比赛，等待所有子进程完成后退出。

我认为我已经完成了基本结构，但我不确定如何在进程之间传递值，或者是否正在完成合法的竞争条件。我也无法运行最后 3 个进程。

这是我的输出：

My output

这是预期的输出：

Expected Output

这是我目前所拥有的：

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

    int p1, p2, num; 

int procNUM = 1, runNum = 1 ;

void game(int p1,int p2);

int main() {
    
     printf("Enter numbers for processes to race for >>>\n");

    p1 = fork();

    p2 = fork();
    
if (p1 > 0 && p2 > 0) { 
       //parent 
       
      
            printf(" I am a process with pid %d and I am process number %d in the race.\n",getpid(), procNUM);
            procNUM++;
           // fflush(stdout);
           // scanf("%d", &num);
           // printf("%d", &num);
           // printf(I am a processs with);
       
    } 
    
    else if (p1 == 0 && p2 > 0) 
    { 
    //child 1 
    
     printf(" I am a process with pid %d and I am process number %d in the race.\n",getpid(), procNUM);
     procNUM++;
    // fflush(stdout);
     
    } 
    
    else if (p1 > 0 && p2 == 0) 
    { 
    //child 2 
   
    printf(" I am a process with pid %d and I am process number %d in the race.\n",getpid(), procNUM);
    procNUM++;
    //fflush(stdout);
    
    
    } 
    
    else { 
       //child 3
       
    printf(" I am a process with pid %d and I am process number %d in the race.\n",getpid(), procNUM);
    procNUM++;
   // fflush(stdout);
   
       
        
    } 


    game(p1, p2);

 return 0;   
}


void game(int p1,int p2){
    if (p1 > 0 && p2 > 0) { 
       //parent 
            scanf("%d", &num);
            printf(" I am a process with pid %d and I am process number %d in the race and I am in %d place.\n",getpid(), procNUM, runNum);
            //fflush(stdout);
            runNum++;
       
    } 
    
    else if (p1 == 0 && p2 > 0) 
    { 
    //child 1 
    
            scanf("%d", &num);
            printf(" I am a process with pid %d and I am process number %d in the race and I am in %d place.\n",getpid(), procNUM, runNum);
            //fflush(stdout);
       runNum++;
    
    
    } 
    
    else if (p1 > 0 && p2 == 0) 
    { 
    //child 2 
   
            scanf("%d", &num);
            printf(" I am a process with pid %d and I am process number %d in the race and I am in %d place.\n",getpid(), procNUM, runNum);
           // fflush(stdout);
       runNum++;
    
    } 
    
    else { 
       //child 3
       
            scanf("%d", &num);
            printf(" I am a process with pid %d and I am process number %d in the race and I am in %d place.\n",getpid(), procNUM, runNum);
            //fflush(stdout);
       runNum++;
        
    } 
    
    
    
}

Answer 1

在fork'ing 之后，您的 procNUM 变量“分支”并且与父进程的 procNUM 没有任何共同之处，因此递增它不会告诉父进程任何信息（写入时复制）。

要将值传递给子进程，请使用 argv[] 数组 - 它是 execvp 函数的参数。

我建议采用标准方式：在主程序中启动多个线程，每个线程启动一个子进程。子进程（game.c）代码很简单：

#include <stdio.h>
int main(int argc, char** argv)
{
    int num;
    scanf("%d", &num);
    return num;
}

父程序涉及更多。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
// #include <threads.h>
// #include <stdatomic.h>
#include <pthread.h>

// Compile the program above to  'game' using "gcc -o game game.c"
#define N (4)
const char* game_file = "./game";

// Declare PID array, ret_code and threads
int pids[N];
int ret_code[N];
pthread_t thread[N];
// C11: thrd_t thread[N];

// Each thread increments this atomic int when the child process finishes
/* C11: atomic_int */ int proc_finish_count;

线程程序是

int game_proc(void *arg) {
    int i = *((int*)arg);
    pids[i] = fork();
    if (pids[i] > 0) {
        while(1) {
            int st;
            int res = waitpid(pids[i], &st, WNOHANG);
            if (res == pids[i]) {
                proc_finish_count++;
                // In C11 use atomics :
                // atomic_fetch_add_explicit(&proc_finish_count, 1, memory_order_relaxed);
                printf(" I am a process with pid %d and I am process number %d in the race and I am in %d place.\n", pids[i], i, proc_finish_count);
                break;
            } else
            if (res < -1) {
                // error while waiting
                return 1;
            }
        }
    } else { 
        // Here you can pass parameters to `game` - insert the list of strings before NULL
        execlp(game_file, game_file, NULL);
        printf("Error running process\n");
    } 

    return 0;
}

主函数只是启动并等待线程

int main(){
    int i;
    proc_finish_count = 0;
    for (i = 0 ; i < N ; i++) {
        ret_code[i] = i; // index of the process
        pthread_create(&thread[i], NULL, &game_proc, &ret_code[i]);
        // C11: thrd_create(&thread[i], &game_proc, &ret_code[i]);
    }

    for (i = 0 ; i < N ; i++)
        pthread_join(&thread[i], NULL);
        // C11: thrd_join(thread[i], NULL);

    return 0;
}

由于您的孩子处理“竞争”标准输入，我建议将“xterm”或其他终端仿真器作为子进程启动 - 这样输入可以真正“竞争”。