头歌(Linux之进程管理一):第2关:进程创建操作-fork

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了头歌(Linux之进程管理一):第2关:进程创建操作-fork。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

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

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。

头歌(Linux之进程管理一):第2关:进程创建操作-fork

[COW思路]

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:

    1. #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:

  1. #include <stdio.h>
  2. #include <sys/types.h>
  3. #include <unistd.h>
  4. #include <string.h>
  5. #include <errno.h>
  6. int main()
  7. {
  8. pid_t pid;
  9. pid = fork();
  10. if(pid == -1)
  11. {
  12. //创建进程失败
  13. printf("创建进程失败(%s)!\n", strerror(errno));
  14. return -1;
  15. }
  16. else if(pid == 0)
  17. {
  18. //子进程
  19. printf("当前进程为子进程:pid(%d),ppid(%d)\n", getpid(), getppid());
  20. }
  21. else
  22. {
  23. //父进程
  24. printf("当前进程为父进程:pid(%d),ppid(%d)\n", getpid(), getppid());
  25. }
  26. //子进程和父进程分别会执行的内容
  27. return 0;
  28. }

头歌(Linux之进程管理一):第2关:进程创建操作-fork

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BeginEnd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。

#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 **********/
}

 第三关链接--头歌(Linux之进程管理一):第3关:进程创建操作-vfork_小妞无语的博客-CSDN博客文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-464168.html

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