時間：2015-06-28 00:00:00 來源：IT貓撲網(wǎng) 作者：網(wǎng)管聯(lián)盟 我要評論(0)
這學期在學操作系統(tǒng)，老師布置了一個關于進程的實驗題，是在Linux系統(tǒng)中實現(xiàn)的，其中有涉及到fork（）函數(shù)的調(diào)用，恰好我研究Ubuntu 也有一段時間了，就了解了下fork（）函數(shù)，下面把自己實驗的一點心得貼上來，也希望能幫到各位初學者（我也是個初學者）。
先看下我在網(wǎng)上搜索到的一篇文章，至于原作者找不到了，望諒解。如下：
1. 先看下面代碼:
#include
#include
#include
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的執(zhí)行過程，就必須先講清楚操作系統(tǒng)中的"進程(process)"概念。
一個進程，主要包含三個元素：
o. 一個可以執(zhí)行的程序；
o. 和該進程相關聯(lián)的全部數(shù)據(jù)（包括變量，內(nèi)存空間，緩沖區(qū)等等）；
o. 程序的執(zhí)行上下文（execution context）。
不妨簡單理解為，一個進程表示的就是一個可執(zhí)行程序的一次執(zhí)行過程中的一個狀態(tài)。操作系統(tǒng)對進程的管理，典型的情況，是通過進程表完成的。進程表中的每一個表項，記錄的是當前操作系統(tǒng)中一個進程的情況。對于單 CPU的情況而言，每一特定時刻只有一個進程占用 CPU，但是系統(tǒng)中可能同時存在多個活動的（等待執(zhí)行或繼續(xù)執(zhí)行的）進程。
一個稱為"程序計數(shù)器（program counter, pc）"的寄存器，指出當前占用 CPU的進程要執(zhí)行的下一條指令的位置。當分給某個進程的 CPU時間已經(jīng)用完，操作系統(tǒng)將該進程相關的寄存器的值，保存到該進程在進程表中對應的表項里面；把將要接替這個進程占用 CPU的那個進程的上下文，從進程表中讀出，并更新相應的寄存器（這個過程稱為"上下文交換(process context switch)"，實際的上下文交換需要涉及到更多的數(shù)據(jù)，那和fork無關，不再多說，主要要記住程序寄存器pc指出程序當前已經(jīng)執(zhí)行到哪里，是進程上下文的重要內(nèi)容，換出 CPU的進程要保存這個寄存器的值，換入CPU的進程，也要根據(jù)進程表中保存的本進程執(zhí)行上下文信息，更新這個寄存器）。
好了，有這些概念打底，可以說fork了。當你的程序執(zhí)行到下面的語句：
pid=fork();
操作系統(tǒng)創(chuàng)建一個新的進程（子進程），并且在進程表中相應為它建立一個新的表項。新進程和原有進程的可執(zhí)行程序是同一個程序；上下文和數(shù)據(jù)，絕大部分就是原進程（父進程）的拷貝，但它們是兩個相互獨立的進程！此時程序寄存器pc，在父、子進程的上下文中都聲稱，這個進程目前執(zhí)行到fork調(diào)用即將返回（此時子進程不占有CPU，子進程的pc不是真正保存在寄存器中，而是作為進程上下文保存在進程表中的對應表項內(nèi)）。問題是怎么返回，在父子進程中就分道揚鑣。
父進程繼續(xù)執(zhí)行，操作系統(tǒng)對fork的實現(xiàn)是，這個調(diào)用在父進程中返回剛剛創(chuàng)建的子進程的pid（一個正整數(shù)），所以下面的if語句中pid<0, pid==0的兩個分支都不會執(zhí)行。所以輸出i am the parent process...子進程在之后的某個時候得到調(diào)度，它的上下文被換入，占據(jù) CPU，操作系統(tǒng)對fork的實現(xiàn)，使得子進程中fork調(diào)用返回0。所以在這個進程（注意這不是父進程了哦，雖然是同一個程序，但是這是同一個程序的另外一次執(zhí)行，在操作系統(tǒng)中這次執(zhí)行是由另外一個進程表示的，從執(zhí)行的角度說和父進程相互獨立）中pid=0，所以輸出 i am the child process...
我想你比較困惑的就是，為什么看上去程序中互斥的兩個分支都被執(zhí)行了。在一個程序的一次執(zhí)行中，這當然是不可能的；但是你看到的兩行輸出是來自兩個進程，這兩個進程來自同一個程序的兩次執(zhí)行。
下面是我的一點心得，關于子進程的調(diào)用點問題，如下：
2. 子進程的調(diào)用點詳解
子進程是從fork()函數(shù)開始執(zhí)行的。范例：
#include
#include
#include
void main()
{
pid_t p1,p2;
p1=fork();
if(p1<0)
printf("error in fork!");
else if (p1 == 0)
printf("child process pid: %d\n",getpid());
else
printf("parent process pid: %d\n",getpid());
p2=fork();
if(p2<0)
printf("error in fork!");
else if (p2 == 0)
printf("child process pid: %d\n",getpid());
else
printf("parent process pid: %d\n",getpid());
}
#p#副標題#e#
上述程序的編譯執(zhí)行結果如下：
jenner@Intrepid:~/Desktop$ gcc 01.c -o 01
jenner@Intrepid:~/Desktop$ ./01
child process pid: 14844
child process pid: 14845
parent process pid: 14844
parent process pid: 14843
child process pid: 14846
parent process pid: 14843
注釋：最初的43號進程執(zhí)行兩個fork(),輸出兩個parent43，并產(chǎn)生子進程44號和45號；
44號進程從第一個fork()函數(shù)開始執(zhí)行，輸出child44，調(diào)用第二個fork()，輸出parent44，并產(chǎn)生子進程46號；
45號進程從第二個fork()函數(shù)開始執(zhí)行，輸出child45；
46號進程從第二個fork()函數(shù)開始執(zhí)行，輸出child46；
至此程序結束。
注意：以上過程不是程序的先后運行過程，那六個輸出的先后順序是不確定的！
程序中所有進程的父子關系如下：
父進程43? ---子進程44
---子進程的子進程46
---子進程45
其中44號進程既是43號進程的子進程，又是46號進程的父進程。
以上是我的一些心得，看著可能有點繞口，耐心點，我也研究了好久呢，如果你看懂了，fork（）函數(shù)也就算基本理解了！
順便也把老師布置的作業(yè)題也貼上來吧，呵呵，如下：
3. 題目：進程的創(chuàng)建：編制一段程序，使用系統(tǒng)調(diào)用fork( )創(chuàng)建兩個子進程，這樣在此程序運行時，在系統(tǒng)中就有一個父進程和兩個子進程在活動。讓每一個進程在屏幕上顯示一個字符：父進程顯示字符a，子進程分別顯示字符 b和字符c。試觀察、記錄并分析屏幕上，進程調(diào)度的情況。
代碼如下：
#include
#include
#include
void main()
{
pid_t p1,p2;
p1=fork();
if(p1<0)
printf("error in fork!\n");
else if (p1 == 0)
printf("child process b\n");
else
{
p2=fork();
if(p2<0)
printf("error in fork!\n");
else if (p2 == 0)
printf("child process c\n");
else
printf("parent process a\n");
}
}
關鍵詞標簽：Linux
相關閱讀
熱門文章
安裝紅帽子RedHat Linux9.0操作系統(tǒng)教程
Tomcat9.0如何安裝_Tomcat9.0環(huán)境變量配置方法
多種操作系統(tǒng)NTP客戶端配置
Linux操作系統(tǒng)修改IP
人氣排行 Linux下獲取CPUID、硬盤序列號與MAC地址 dmidecode命令查看內(nèi)存型號 linux tc實現(xiàn)ip流量限制 安裝紅帽子RedHat Linux9.0操作系統(tǒng)教程 linux下解壓rar文件 lcx.exe、nc.exe、sc.exe入侵中的使用方法 Ubuntu linux 關機、重啟、注銷 命令 查看linux服務器硬盤IO讀寫負載