Linux系统编程_8_进程控制之fork_wait_waitpid函数

fork函数：

#include <unistd.h>
       pid_t fork(void);

fork用来创建一个子进程；

特点：

fork调用后会返回两次，子进程返回0，父进程返回子进程的进程ID；fork返回后，子进程和父进程都从fork函数的下一条语句开始执行；

注意：

fork之后，操作系统会复制一个与父进程完全相同的子进程，虽说是父子关系，但是在操作系统看来，他们更像兄弟关系，这两个进程共享代码空间，但是数据空间是互相独立的，子进程数据空间中的内容是父进程的完整拷贝，指令指针也完全相同，子进程拥有父进程当前运行到的位置（两进程的程序计数器pc值相同，也就是说，子进程是从fork返回处开始执行的），但有一点不同，如果fork成功，子进程中fork的返回值是0，父进程中fork的返回值是子进程的进程号，如果fork不成功，父进程会返回错误。
    可以这样想象，2个进程一直同时运行，而且步调一致，在fork之后，他们分别作不同的工作，也就是分岔了。这也是fork为什么叫fork的原因。至于子进程和父进程哪个先执行，这是不确定的，取决于操作系统。如果用vfork，则可以保证子进程先运行 完成后父进程在运行。

    上面的注意中我们知道，子进程数据空间中的内容是父进程的完整拷贝，就是说子进程中对数据的操作是不会影响父进程的，下面的例子可以说明这一个特点：

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

int main()
{
    int i = 10;
    pid_t pid;
    printf("Father's pid:%d\n", getpid());

    pid = fork();
    if(pid < 0)
    {
        perror("fork failure!");
        return -1;
    }
    else if(pid == 0)
    {
        while(1)
        {
            i++;
            printf("Child's i = %d\n", i);
            sleep(1);
        }
    }
    else
    {
        printf("Child's pis:%d\n", pid);
        while(1)
        {
            printf("Father's i = %d\n", i);
            sleep(1);
        }
        sleep(1);
    }

    return 0;
}

Father‘s pid:12148
Child‘s pis:12149
Father‘s i = 10
Child‘s i = 11
Father‘s i = 10
Child‘s i = 12
Father‘s i = 10
Child‘s i = 13

........

还有一点要注意，如果父进程中打开了文件，即内核给应用程序返回一个文件描述符，子进程和父进程的文件描述符所对应的文件表项是共享的，这意味着子进程对文件的读写直接影响父进程的文件位移量(反之同理)。

进程中调用fd2 = dup(fd1) 产生的新的fd2所指向的文件表项和fd1指向的文件表项是相同的；

wait和waitpid函数：

wait和waitpid用来等待子进程结束；

    如果没有子进程，则wait出错返回；

    有子进程，子进程正在运行，则阻塞，等待子进程结束；

    如果子进程已经结束，则得到结束的子进程的信息，并返回；

为什么要用wait和waitpid函数？

    如果父进程先结束，子进程则成为孤儿进程，此时init进程(id为1)会成为子进程的新的父进程；

    如果子进程先结束，则子进程会成为僵死进程！僵死进程本身并不占有CPU资源，但是它占用了进程表项，如果有很多僵死进程，那么很多正常的进程就无法注册进进程表了；因此，我们必须要对僵死进程进行回收，就用wait和waitpid；

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

int main()
{
    int i = 10;
    pid_t pid;
    int status;

    printf("Father's pid:%d\n", getpid());

    pid = fork();
    if(pid < 0)
    {
        perror("fork failure!");
        return -1;
    }
    else if(pid == 0)
    {
        i++;
        printf("Child's i = %d\n", i);
        sleep(7);
    }
    else
    {
        printf("Child's pis:%d\n", pid);
        printf("Father's i = %d\n", i);
        sleep(2);
    //    wait(&status);
    }

    return 0;
}

    上面的程序如果不使用wait函数对子进程进行回收，则父进程2秒正常结束后，子进程的父进程会变为init进程，可以用ps -l命令查看，达到运行的时间7秒后，子进程正常结束；如果使用了wait，则wait会使父进程等待子进程结束，子进程结束后一起退出,避免了僵死进程的产生。