任务描述
在上一关我们学习如何获取进程的pid
信息,本关我们将介绍如何编程创建一个新的进程。
本关任务:学会使用C
语言在Linux
系统中使用fork
系统调用创建一个新的进程。
相关知识
在Linux
系统中创建进程有很多函数可以使用,其中包括了系统调用也包括库函数。本关将介绍一个最常见的系统调用函数来创建进程,这就是使用fork
函数来创建一个新进程。
当用户调用fork
函数时,系统将会创建一个与当前进程相同的新进程。通常将原始进程称为父进程,而把新生成的进程称为子进程。子进程是父进程的一个拷贝,子进程获得同父进程相同的数据,但是同父进程使用不同的数据段和堆栈段。
在早期的系统中,创建进程比较简单。当调用fork
时,内核会把所有的内部数据结构复制一份,复制进程的页表项,然后把父进程的地址空间中的内容也复制到子进程的地址空间中。但是从内核角度来说,这种复制方式是非常耗时的。
因此,在现代的系统中采取了更多的优化。现代的Linux
系统采用了写时复制技术(Copy on Write
),而不是一创建子进程就将所有的数据都复制一份。
Copy on Write
(COW
)的主要思路是:如果子进程/父进程只是读取数据,而不是对数据进行修改,那么复制所有的数据是不必要的。因此,子进程/父进程只要保存一个指向该数据的指针就可以了。当子进程/父进程要去修改数据时,那么再复制该部分数据即可。这样也不会影响到子父进程的执行。因此,在执行fork
时,子进程首先只复制一个页表项,当子进程/父进程有写操作时,才会对所有的数据块进行复制操作。
[COW
思路]
在Linux
系统中可以使用man
命令来查询该函数的使用方法。具体的查询命令为: man 2 函数名
使用fork函数创建进程
fork
函数的具体的说明如下:
-
需要的头文件如下:
#include <unistd.h>
-
函数格式如下:
pid_t fork(void);
-
函数返回值说明: 调用成功,
fork
函数两个值,分别是0
和子进程ID
号。当调用失败时,返回-1
,并设置错误编号errno
。
注意:fork
函数调用将执行两次返回,它将从父进程和子进程中分别返回。从父进程返回时的返回值为子进程的 PID
,,而从子进程返回时的返回值为0
,并且返回都将执行fork
之后的语句。
案例演示1: 编写一个程序,使用fork
函数创建一个新进程,并在子进程中打印出其进程ID
和父进程ID
,在父进程中返回进程ID
。详细代码如下所示:
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main()
{
pid_t pid;
pid = fork();
if(pid == -1)
{
//创建进程失败
printf("创建进程失败(%s)!\n", strerror(errno));
return -1;
}
else if(pid == 0)
{
//子进程
printf("当前进程为子进程:pid(%d),ppid(%d)\n", getpid(), getppid());
}
else
{
//父进程
printf("当前进程为父进程:pid(%d),ppid(%d)\n", getpid(), getppid());
}
//子进程和父进程分别会执行的内容
return 0;
}
将以上代码保存为forkProcess.c
文件,编译执行。可以看到每次执行forkProcess
时,子进程和父进程都不是固定的执行顺序,因此由fork
函数创建的子进程执行顺序是由操作系统调度器来选择执行的。因此,子进程和父进行在执行的时候顺序不固定。
编程要求
本关的编程任务是补全右侧代码片段中Begin
至End
中间的代码,具体要求如下:
- 补全
createProcess
函数,使用fork
函数创建进程,并在子进程中输出"Children"
字符串,在父进程中输出"Parent"
字符串。(注意:不要在createProcess
函数中使用exit
函数或者return
来退出程序)。
测试说明
本关的测试需要用户在右侧代码页中补全代码,然后点击评测按钮,平台会自动验证用户是否按照要求去检测结果。文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-464168.html
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
/************************
* 提示: 不要在子进程或父进程中使用exit函数或者return来退出程序
*************************/
void createProcess()
{
/********** BEGIN **********/
pid_t pid=fork();
if(pid==-1)
{
printf("创建进程失败(%s)!\n", strerror(errno));
}
else if(!pid)
{
printf("Children",getpid(),getppid());
}
else
{
printf("Parent",getpid(),getppid());
}
/********** END **********/
}
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