【linuxC语言】进程概念与fork

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前言

在 Linux 系统编程中，进程是计算机中正在执行的程序的实例。每个进程都有自己独立的地址空间、代码段、数据段、堆栈等，使得它们能够彼此独立运行，互不干扰。Linux 系统中的进程是通过进程标识符（PID）来唯一标识的。而在 Linux 中，fork() 是一个非常重要的系统调用，用于创建新的进程。调用 fork() 后，将在原来的进程之上创建一个新的进程，新进程是原进程的一个副本，但具有自己独立的地址空间。本文将探讨进程的概念以及 fork() 函数的用法和作用。

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一、进程的概念

想象一下，你正在一边玩游戏，一边听音乐，又同时在浏览网页。这些都是在计算机上运行的程序，而每个程序就像是在计算机上的一个小小的“工作人员”，负责执行特定的任务。现在，这些“工作人员”同时在计算机上忙碌地工作，互相之间不干扰，这就好像是计算机上的不同进程一样。

所以，进程就是计算机中正在执行的程序的实例。每个进程都有自己的任务和工作空间，它们之间互相独立，互不干扰。就像是一群工作人员在不同的工作区域里各自忙碌地工作一样。

二、进程基本函数

2.1 fork函数

原型：

#include <unistd.h>
pid_t fork(void);
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作用：
fork() 函数用于创建一个新的进程，新进程是调用进程的一个副本，新进程执行主进程fork下面的代码。父进程调用 fork() 后，会创建一个新的子进程，子进程会复制父进程的地址空间、资源和代码，但有着独立的执行流程。

参数和返回值：

参数：fork() 函数不接受任何参数。
返回值：在父进程中，fork() 返回新创建子进程的 PID，如果创建失败则返回 -1。在子进程中，fork() 返回 0。

2.2 getpid与getppid函数

1. getpid() 函数：

原型：

#include <unistd.h>
pid_t getpid(void);
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作用：
getpid() 函数用于获取当前进程的 PID（进程标识符）。

参数和返回值：

参数：getpid() 函数不接受任何参数。
返回值：返回当前进程的 PID。

2. getppid() 函数：
   原型：

#include <unistd.h>
pid_t getppid(void);
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作用：
getppid() 函数用于获取当前进程的父进程的 PID。

参数和返回值：

参数：getppid() 函数不接受任何参数。
返回值：返回当前进程的父进程的 PID。

三、示例代码

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

int main() {
    pid_t pid; // 定义进程标识符变量

    pid = fork(); // 调用fork()函数

    if (pid == -1) {
        // 创建子进程失败
        perror("fork");
        return 1;
    } else if (pid == 0) {
        // 子进程代码
        printf("这是子进程，PID：%d\n", getpid());
    } else {
        // 父进程代码
        printf("这是父进程，PID：%d，子进程的PID：%d\n", getpid(), pid);
    }

    return 0;
}

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总结

在 Linux 系统中，进程是程序执行的基本单位，每个进程都拥有自己的地址空间和资源。通过 fork() 系统调用，可以在原进程之上创建一个新的进程，新进程是原进程的一个副本。父进程和子进程在调用 fork() 之后都会继续执行，但是它们的执行上下文和返回值不同。父进程会得到子进程的 PID，而子进程的 PID 则为 0。fork() 函数的灵活性使得它成为 Linux 编程中的一个重要工具，可以用于实现并发执行、进程间通信等功能。因此，了解进程的概念和 fork() 函数的用法对于 Linux 系统编程是非常重要的。