fork() 分支超出预期？

Posted 2023-02-21

【中文标题】fork() 分支超出预期？

【英文标题】：fork() branches more than expected?

【发布时间】：2012-06-23 09:00:35

【问题描述】：

考虑以下代码：

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

int main(void)

    int i;
    for(i = 0; i < 2; i++)
    
        fork();
        printf(".");
    
    return 0;

这个程序输出 8 个点。这怎么可能？不应该是6个点吗？

【问题讨论】：

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【参考方案1】：

fork() 原语通常会扩展想象力。在您对它有感觉之前，您应该在纸上追踪每个操作是什么，并说明进程的数量。不要忘记 fork() 创建了当前进程的近乎完美的副本。最显着的区别（对于大多数用途）是 fork() 的返回值在父子之间不同。 （由于这段代码忽略了返回值，所以没有区别。）

所以，起初，只有一个过程。这将创建第二个过程，这两个过程都打印一个点和循环。在他们的第二次迭代中，每个人都会创建另一个副本，因此有四个进程打印一个点，然后退出。因此，我们可以轻松计算出六个点，正如您所期望的那样。

然而，printf() 真正做的是缓冲它的输出。因此，只有两个进程时的第一个点在写入时不会出现。这些点保留在缓冲区中——在 fork() 中被复制。直到进程即将退出缓冲点才出现。四个进程打印一个缓冲点，再加上新的一个会产生 8 个点。

如果您想避免这种行为，请在printf() 之后调用fflush(stdout);。

【讨论】：

谢谢，我不知道缓冲区与 fork() 重复。它解释了这种奇怪的行为。

不应该是 10 个点，而不是 8 个点吗？由于 4 个第二代子进程继承了缓冲的点，添加自己的点，然后在退出时刷新，它们将打印总共 8 个点，但是 2 个第一代进程仍然每个缓冲一个点，并在退出时刷新，总共 10 个。

@psusi 第二代进程之一是第一代进程。 fork() 不会创建 2 个然后退出，它只会再创建 1 个进程。

【参考方案2】：

您有输出流中有未提交的缓冲区。 stdout 是行缓冲的，缓冲区与进程的其余部分一起复制。当程序终止时，未提交的缓冲区被写入两次（每个进程一次）。两者都使用

printf("a\n");

和

printf("a "); fflush(stdout);

不要表现出问题。

在您的第一个示例中，您创建了四个进程，每个进程的输出流缓冲区中都有两个点。当每个流终止时，它会刷新其缓冲区，生成八个点。

【参考方案3】：

当 i=0

Process_1：缓冲文本 = 1 个点

Process_2（由 Process_1 创建）：缓冲文本 = 1 点

当 i=1

Process_3（由 Process_1 创建）：从 Process_1 继承 1 个缓冲点并自行打印 1 个点。 Process_3 总共打印 2 个点。

Process_4（由 Process_2 创建）：从 Process_2 继承 1 个缓冲点并自行打印 1 个点。 Process_4 总共打印 2 个点。

Process_1 : 打印 2 个点（当 i=0 时一个缓冲点，当 i=1 时另一个点）

Process_2 : 打印 2 个点（当 i=0 时一个缓冲点，当 i=1 时另一个点）

最终输出：8 个点。 :)