叉子的流程，我有多少个叉子？

Posted 2023-02-16

【中文标题】叉子的流程，我有多少个叉子？

【英文标题】：Flow of the fork, how many forks do I have?

【发布时间】：2016-10-23 21:11:05

【问题描述】：

我已经执行了这段代码。 我知道消息的顺序是任意的（因为我明确没有使用信号量） 我的程序流程看起来如何，为什么？

父级被执行，所以“baz”被打印一次。有人可以解释为什么不打印“bar”吗？为什么我得到“foo”（if 语句为真）两次而不是一到三次（不是我想要这个但我想了解逻辑）（因为一位同事说我应该得到三倍 foo它）？

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int main() 
  int p;
  p = fork();
  if (fork()==0) 
    if (execl("/bin/echo", "/bin/echo", "foo", 0) == -1) 
      fork();
    
  printf("bar\n");
  
  else 
    if (p!=0) execl("/bin/echo", "/bin/echo", "baz", 0);
  

【问题讨论】：

只是对未来问题的提示。为了避免投票（我不是其中之一），如果问题是“如果我只是阅读man page，我可能会弄清楚......”，你可能应该先尝试一下。这里的人很乐意帮助您解决编程问题，但不是来解释如何阅读基本文档。虽然这个问题确实显示了努力，但它可能属于基本信息方面。

你可以从字面上观察这个程序做了什么，要么使用strace -f，要么插入调试打印（包括getpid()的值，这样你就知道它是哪个进程）。

【参考方案1】：

execl 不返回，它将整个过程映像替换为 /bin/echo。 因此有零个“条”。

    if (execl("/bin/echo", "/bin/echo", "foo", 0) == -1) 
      fork();
    
    /* Not reached if execl succeeded.
    Because the exec family of functions replace the process image with
    another executable.  Flow will never return, unless there is an
    error. */
    printf("bar\n");

有两个“foo”。

  int p;
  p = fork();
  /* Two processes now */
  if (fork()==0) 
      /* Two child processes here. */
      execl("/bin/echo", "/bin/echo", "foo", 0); /* (Simplification) */
      /* Two (/bin/echo foo) here, flow will never return back */
  

只有一个“baz”。

int p;
p = fork();
/* if block removed for simplicity */
if (p != 0)

    /* Only the initial parent process. */
    execl("/bin/echo", "/bin/echo", "baz", 0);

【讨论】：

foo 的数量呢？

我应该在程序中得到两到三倍的 foo 吗？

p = fork(); 产生一个新进程（总共 2 个）。其中每一个都运行if (fork() == 0)，它会产生另外两个进程。原来的 2 没有进入 if 语句，因为 fork 在其中返回了一个非零值。因此只有 2 个最新进程运行 execl。

所以你的意思是我的同事错了？而且我应该有两次 foo 和一次 baz。

@TanjaMeeren “应该”是什么意思？您已经在原始问题中向我们提供了事实：baz 打印一次，bar 根本不打印，foo 打印两次。你已经知道你的同事错了。

【参考方案2】：

首先您需要了解exec 系列系统调用将整个程序替换为其他程序。在您的情况下，“回声”程序。除了execl 调用之外的任何内容都不会执行。

这是正在发生的事情：

您的父进程（称为 p₀）执行 p=fork()，它派生出一个克隆进程 p₁。 p₀ 再次执行 if (fork()==0) 派生另一个克隆进程 p₂。

p₀ 然后执行打印“baz”的 else 语句的主体。

在被分叉后，p₁ 执行if (fork()==0) 语句，该语句分叉另一个进程 p₃。与 p₀ 一样，p₁ 将进入 else 语句但不会打印“baz”，因为在 p₀ 分叉时设置了 p p₁ 实际上等于 0（因为 p₁ 是 p₀ 的孩子）。

p₂ 进入 if 语句体并执行 execl 函数，将当前程序替换为打印“foo”的 echo 程序。

与 p₂ 一样，p₃ 进入 if 语句体并执行 execl 函数，该函数将当前程序替换为打印“foo”的 echo 程序"。

【参考方案3】：

第一个fork 创建两个进程， 然后两者都进行第二次分叉。

p0    (p=$pid)              //first fork
                p1  (p==0)  

   p01                p11      //second fork
      exec              exec

在叶子子节点（p01 和 p11）中，第二个 fork 后面跟着一个 exec，如果成功，则结束旧的进程映像。这应该在stdout 上给你两个foos。

父母（p0 和 p1）然后执行以下操作：

if (p!=0) execl("/bin/echo", "/bin/echo", "baz", 0);

p!=0 测试可能只在p0（原始过程）中成功。 这应该会在stdout 上为您提供一个baz。

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（在实际代码中，您还应该检查fork 错误）。