父子进程与fork函数

Posted 2022-02-25 你快看看我

一.父进程与子进程

进程id （PID）
父进程id（PPID）

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

int main()

    printf("pid: %d\\n",getpid());
    printf("ppid: %d\\n",getppid());
    return 0;

二.系统调用创建进程-fork函数

fork创建子进程，fork之前的代码被父进程执行，fork之后的代码，默认情况下被父子进程都可以执行；fork之后，父子进程代码共享，数据各自开辟空间，私有一份（采用写时拷贝）
fork( )创建子进程操作系统做了什么？系统内存多了一个进程，先描述再组织；子进程执行的数据和代码来源是父进程

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

int mian()

    int ret=fork();
    printf("hello proc: %d!,ret: %d\\n",getpid(),ret);
    sleep(1);
    return 0;
 

fork之后就有2个进程，这两个进程谁先被调度不确定，要看操作系统的调度算法

1.fork函数初识

进程调用fork函数，当控制转移到内核中的fork代码后，内核做：分配新的内存块和内核数据结构给子进程，将父进程部分数据结构内容拷贝至子进程，添加子进程到系统进程列表当中，fork返回开始调度器调度

2.fork函数返回值

fork函数会有两次返回值，给父进程返回子进程的pid（本质是用来区分子进程），给子进程返回0
父子进程立场：父进程不需要标识，子进程需要标识，子进程是要执行任务的，父进程需要区分子进程，子进程不需要
如何理解fork有两个返回值的问题？
pid_t fork()

1.拷贝来自父进程，形成子进程对应的数据结构
task_struct,mm_struct,页表，文件，其他信息
2.操作系统也要管理子进程，描述+组织
task_struct链接进入系统的进程列表中
add task_struct cpu_runqueue
3.走到这里操作系统能看到多了一个task_struct,多个进程从这里开始，子进程创建完成
return pid；

3.写时拷贝

通常父子代码共享，父子进程在不写入时，数据也是共享的，当任意一方试图写入，便以写时拷贝的方式各自一份副本（这里的共享指父子进程对应的页表指向的是同一块物理内存）

为什么要写时拷贝？
1.进程具有独立性，父子进程也如此
2.不在创建时就分开因为子进程不一定会使用父进程所有的数据写入本质需要的时候：按需分配，延时分配（本质可以更高效使用任何内存空间）

4.fork常规用法

一个父进程希望复制自己，使父子进程同时执行不同的代码段，比如父进程等待客户端请求，生成子进程来处理请求。一个进程要执行一个不同的程序，例如子进程从fork返回后，调用exe函数

5.fork调用失败的原因

系统中有太多的进程，实际用户的进程数量超过了限制