Linux系统调用fork()用法详解

发表于:2010-1-05 10:00

字体: | 上一篇 | 下一篇 | 我要投稿

 作者:未知    来源:51Testing软件测试网采编

#
Linux

  这学期在学操作系统,老师布置了一个关于进程的实验题,是在Linux系统中实现的,其中有涉及到fork()函数的调用,恰好我研究Ubuntu 也有一段时间了,就了解了下fork()函数,下面把自己实验的一点心得贴上来,也希望能帮到各位初学者(我也是个初学者)。

  先看下我在网上搜索到的一篇文章,至于原作者找不到了,望谅解。如下:

  1. 先看下面代码:

  #include<stdio.h>
  #include <sys/types.h>    //pid_t类型定义
  #include <unistd.h>       //函数fork(),getpid()定义
  void main ()
  {
  pid_t pid;
  pid=fork();
  if (pid < 0)
  printf("error in fork!");
  else if (pid == 0)
  printf("i am the child process, my process id is %d\n",getpid());
  else
  printf("i am the parent process, my process id is %d\n",getpid());
  }

  要搞清楚fork的执行过程,就必须先讲清楚操作系统中的“进程(process)”概念。

  一个进程,主要包含三个元素:

  o. 一个可以执行的程序;

  o. 和该进程相关联的全部数据(包括变量,内存空间,缓冲区等等);

  o. 程序的执行上下文(execution context)。

  不妨简单理解为,一个进程表示的就是一个可执行程序的一次执行过程中的一个状态。操作系统对进程的管理,典型的情况,是通过进程表完成的。进程表中的每一个表项,记录的是当前操作系统中一个进程的情况。对于单 CPU的情况而言,每一特定时刻只有一个进程占用 CPU,但是系统中可能同时存在多个活动的(等待执行或继续执行的)进程。

  一个称为“程序计数器(program counter, pc)”的寄存器,指出当前占用 CPU的进程要执行的下一条指令的位置。当分给某个进程的 CPU时间已经用完,操作系统将该进程相关的寄存器的值,保存到该进程在进程表中对应的表项里面;把将要接替这个进程占用 CPU的那个进程的上下文,从进程表中读出,并更新相应的寄存器(这个过程称为“上下文交换(process context switch)”,实际的上下文交换需要涉及到更多的数据,那和fork无关,不再多说,主要要记住程序寄存器pc指出程序当前已经执行到哪里,是进程上下文的重要内容,换出 CPU的进程要保存这个寄存器的值,换入CPU的进程,也要根据进程表中保存的本进程执行上下文信息,更新这个寄存器)。

  好了,有这些概念打底,可以说fork了。当你的程序执行到下面的语句:

  pid=fork();

  操作系统创建一个新的进程(子进程),并且在进程表中相应为它建立一个新的表项。新进程和原有进程的可执行程序是同一个程序;上下文和数据,绝大部分就是原进程(父进程)的拷贝,但它们是两个相互独立的进程!此时程序寄存器pc,在父、子进程的上下文中都声称,这个进程目前执行到fork调用即将返回(此时子进程不占有CPU,子进程的pc不是真正保存在寄存器中,而是作为进程上下文保存在进程表中的对应表项内)。问题是怎么返回,在父子进程中就分道扬镳。

  父进程继续执行,操作系统对fork的实现是,这个调用在父进程中返回刚刚创建的子进程的pid(一个正整数),所以下面的if语句中pid<0, pid==0的两个分支都不会执行。所以输出i am the parent process...子进程在之后的某个时候得到调度,它的上下文被换入,占据 CPU,操作系统对fork的实现,使得子进程中fork调用返回0。所以在这个进程(注意这不是父进程了哦,虽然是同一个程序,但是这是同一个程序的另外一次执行,在操作系统中这次执行是由另外一个进程表示的,从执行的角度说和父进程相互独立)中pid=0,所以输出 i am the child process...

  我想你比较困惑的就是,为什么看上去程序中互斥的两个分支都被执行了。在一个程序的一次执行中,这当然是不可能的;但是你看到的两行输出是来自两个进程,这两个进程来自同一个程序的两次执行。

  下面是我的一点心得,关于子进程的调用点问题,如下:

21/212>
《2023软件测试行业现状调查报告》独家发布~

关注51Testing

联系我们

快捷面板 站点地图 联系我们 广告服务 关于我们 站长统计 发展历程

法律顾问:上海兰迪律师事务所 项棋律师
版权所有 上海博为峰软件技术股份有限公司 Copyright©51testing.com 2003-2024
投诉及意见反馈:webmaster@51testing.com; 业务联系:service@51testing.com 021-64471599-8017

沪ICP备05003035号

沪公网安备 31010102002173号