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fork的问题

操作系统的作业要求编程实现一个命令解释器的接口，要求用多进程实现，fork的方法还不会，网上google了一下，发现在chinaunix论坛里面有很详细的解释
以下内容转至：http://www.chinaunix.net/jh/23/311067.html
问题如下：
#include <unistd.h>;
#include <sys/types.h>;
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());
}

结果是
[root@localhost c]# ./a.out
i am the child process, my process id is 4286
i am the parent process, my process id is 4285

我就想不到为什么两行都打印出来了，在我想来，不管pid是多少，都应该只有一行才对

网友解答：
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，使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。这个进程继续执行的过程中，if语句中pid<0不满足，但是pid==0是true。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。

我的天，不知道说明白了没……

问题接踵而来，又有人问：
我做如下修改

#include <unistd.h>;
#include <sys/types.h>;
main ()
{
        pid_t pid;
        printf("fork!");    // printf("fork!\n");
        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());
}

结果是
[root@localhost c]# ./a.out
fork!i am the child process, my process id is 4286
fork!i am the parent process, my process id is 4285

但我改成printf("fork!\n");后，结果是
[root@localhost c]# ./a.out
fork!
i am the child process, my process id is 4286
i am the parent process, my process id is 4285

为什么只有一个fork!打印出来了？上一个为什么有2个？

又有强人回复：
我也来一下:
wujiajia 的理解有些错误,
printf("AAAAAAAA");//print 一次；   这里会print 2次
如果你将 printf("AAAAAA") 换成 printf("AAAAAA\n")   那么就是只打印一次了.
主要的区别是因为有了一个 \n  回车符号
这就跟Printf的缓冲机制有关了,printf某些内容时,操作系统仅仅是把该内容放到了stdout的缓冲队列里了,并没有实际的写到屏幕上
但是,只要看到有 \n 则会立即刷新stdout,因此就马上能够打印了.
运行了printf("AAAAAA") 后, AAAAAA 仅仅被放到了缓冲里,再运行到fork时,缓冲里面的 AAAAAA 被子进程继承了
因此在子进程度stdout缓冲里面就也有了 AAAAAA.
所以,你最终看到的会是 AAAAAA 被printf了2次!!!!
而运行 printf("AAAAAA\n")后, AAAAAA 被立即打印到了屏幕上,之后fork到的子进程里的stdout缓冲里不会有 AAAAAA 内容
因此你看到的结果会是 AAAAAA 被printf了1次!!!!

posted on 2010-12-10 12:42 Fucker 阅读(325) 评论(0) 编辑收藏引用

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