学习笔记——fork()函数和vfork()函数详解_fork()是什么函数

先来认识认识fork

fork()函数是创建进程函数。 一个进程，包括代码、数据和分配给进程的资源。fork（）函数通过系统调用创建一个与原来进程几乎完全相同的进程，也就是两个进程可以做完全相同的事，但如果初始参数或者传入的变量不同，两个进程也可以做不同的事。

其函数原型为：

pid_t fork( void);
当调用fork()时，将执行以下动作：

向系统申请一个新PID
创建子进程，复制父进程的PCB，获得父进程的数据空间、堆、栈等资源的副本
在父进程中返回子进程的PID，在子进程中返回0
执行完以上动作后，父进程和子进程便开始并发执行了。

需要注意的是：

1. 程序代码中遇到fork就会创建一个子进程，此时父进程和子进程是共同存在的，一起执行下面的代码
2. fork函数有三种情况的返回值
   第一种：创建出现错误，返回一个负值
   第二种：创建成功后，在父进程中fork返回新创建子进程的进程ID
   第三种：创建成功后，在子进程中返回0

这也就是说， 在fork函数执行完毕后 ，如果创建新进程成功，则出现两个进程，一个是子进程，一个是父进程。在子进程中，fork函数返回0，在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID。我们可以通过fork返回的值来判断当前进程是子进程还是父进程。

vfork函数在后面

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接下来我们通过几个demo来实现看看

demo1：

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>


int main(){
	pid_t pid;
	pid =getpid();
	
	fork();
	printf("pid is %d\n",pid);
	
	return 0;
	
}
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打印结果如下：

pid is 7964
pid is 7964
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我们可以看到，通过执行fork函数，我们得到了两次打印，这个demo分不清楚父进程和子进程，接着看看demo2

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demo2：

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>


int main(){
	pid_t pid;
	pid_t rpid;
	pid =getpid();
	
	printf("before fork pid :%d\n",pid);
	rpid = fork();
	printf("after fork pid :%d\n ",rpid);
	
	printf("pid is %d\n",getpid());
	
	return 0;
}
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定义一个retpid，接收fork的返回值，在fork之前我们看到pid是8188，fork之后pid是8189，也就是在这里创建了一个子进程。通过下面的printf得知，父进程是8188，它返回子进程的pid；fork返回两个值，一个是子进程的id，另一个是0，所以第二次打印after fork pid :0，显示当前子进程的pid是8189。

before fork pid :8188
after fork pid :8189
 pid is 8188
after fork pid :0
 pid is 8189

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接下来看看demo3

demo3

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>


int main(){
	pid_t pid;
	pid_t rpid;
	pid =getpid();
	
	printf("before fork pid :%d\n",pid);
	rpid = fork();
//	printf("after fork pid :%d\n ",rpid);
	
	if(pid == getpid()){
		printf("father pid is %d\n",getpid());
	}else{
		
		printf("child pid is %d\n",getpid());
	}
	
	return 0;
}


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fork 创建进程后，先执行第一个，如果我的pid和当前getpid一致，就表明此时是父进程在执行操作；如果不一致，也就是子进程在执行，此时的getpid等于rpid

before fork pid :8356
father pid is 8356
child pid is 8357
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demo4

通过返回值来判断

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

int main(){
	pid_t pid;
	pid_t rpid;
	int count = 0;
	
	pid =getpid();
	printf("before fork pid :%d\n",pid);
	rpid = fork();
	
	if(rpid > 0){
		printf("father pid is %d\n",getpid());
		count++;
	}else if(rpid == 0){
		
		printf("child pid is %d\n",getpid());
		count++;
	}else{
		printf("error!\n");
		exit(-1);
	}
	
	return 0;
}

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这样很清楚，fork的返回值是childpid和0

before fork pid :8643
father pid is 8643
child pid is 8644

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vfork也可以创建进程，与fork有什么区别呢？
区别一：vfork可以直接使用父进程存储空间，不拷贝
区别二：vfork可以保证子进程先运行，当子进程调用exit退出后，父进程才执行

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
函数原型：
pid_t vfork(void);
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下面看看这个demo

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

int main(){
	pid_t pid;
	int count = 0;
	
	pid =getpid();
	pid = vfork();
	
	if(pid > 0){
						
		while(1){
			printf("father pid is %d\n",getpid());
			sleep(1);
		}
	}else{	
		while(1){	
			printf("child pid is %d\n",getpid());
			sleep(1);
			count++;
			if(count == 3){
				exit(0);
			}
		}	
	}		
	return 0;
}
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使用vfork函数首先保证子进程执行完，在执行父进程，在代码中，子进程执行三次，父进程才执行。
看看结果：

而如果把其中的while循环代码换一下,使用fork函数执行，就会发现子进程和父进程交替执行，或者是依据系统调度交替执行

	pid = fork();
	
	if(pid > 0){
						
		while(1){
			printf("father pid is %d\n",getpid());
			sleep(1);
		}
	}else{	
		while(1){	
			printf("child pid is %d\n",getpid());
			sleep(1);
		}	
	}		
	
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