fork学习（一基础学习）

1.fork():复制创建进程，出错返回-1，调用一次返回两次，在父进程中返回子进程的pid，在子进程中返回0.

2.子进程会继承父进程中的数据和程序计数器，且从fork()之后开始执行，fork（）之后父子进程就是两个独立的进程，谁先运行由操作系统决定。

3.两个例子：

int main()
{
    int i=0;
    for(;i<2;i++)
    {
        if(fork==0)
        {
            printf("A\n");
        }
        else
        {
            printf("B\n");
        }
    }
    return 0;
}
//打印的结果是三个A三个B

int main()
{
    int i=0;
    for(;i<2;i++)
    {
        if(fork==0)
        {
            printf("A");
        }
        else
        {
            printf("B");
        }
    }
    return 0;
}
//打印的结果是四个A四个B

第一个例子图示：

第二个例子图示：

输出缓冲区：printf（）是将数据写入缓冲区    缓冲区刷新的四个条件：（1）\n  (2)fflush  (3)缓冲区满（4）程序已exit结束

4.父子进程的关系中数据和描述符的关系如下：

（1）数据包括全局变量、局部变量和堆区数据：这些数据都不共享，地址一样，只是因为逻辑地址相同而已。

（2）堆区数据：malloc之后仅仅是只是把虚拟的地址空间开辟出来，真正开辟物理空间是在程序使用开辟的空间时。刚开始虚拟地址并没有指向一块有效的地址空间，只有在使用时才会把虚拟地址映射到物理地址上，这个时候才会真正的开辟。在子进程中也是这样。

（3）fork并非直接拷贝所有父进程空间给子进程，fork之后，给子进程拷贝的就只有PCB然后对 PCB中的一些数据做一些改变。刚开始父进程的页表直接拷贝给子进程，并没有改变页表，父子进程共享所有的数据空间。当父子进程有任意一个尝试修改数据时，操作系统就会将要修改的页直接复制出来页号不变帧号改变。这也就是写时拷贝。

（4）fork采用写时拷贝的主要原因是一般fork之后紧跟着就是进程替换，之前的子程序会被用一个新的程序替换。如果每次直接复制则替换之后复制的那份代码相当于没用浪费内存，所以采用写时拷贝。

（5）文件描述符：此处的文件描述符主要指fork之前打开的文件描述符，因为fork之后父子进程是相互独立的，会单独执行并且拥有自己的空间

       ①进程打开一个文件最初始是记录在PCB中的struct file结构体类型的数组中，文件描述符fd就是该数组的一个下标，指向一个struct file结构，在struct file结构中有一个f_pos也就是文件读写偏移量，在该结构中还有一个指针指向struct m_inode（在fork源码剖析中有详细解释）。由于拷贝PCB时直接拷贝属于浅拷贝所以父子进程共享一个偏移量

     ②虽然即使 父子进程虚拟地址空间相同一般映射的空间是不同的，但是文件偏移量在PCB中，PCB中有指针指向页表，页表才会映射，文件偏移量显然不在页表中，所以并不会导致文件文件偏移量的不同

5.

PCB在内核中，虚拟地址空间一共有4G，3G的用户空间，1G的内核空间，1G的内核空间所有地址都是共享的，3G的用户空间是独立的，PCB在操作系统中，操作系统独一份，在我们的内核空间根本没有所谓的虚拟地址，直接使用物理地址。操作系统是为了安全控制才会启用虚拟地址空间

6.所以父子进程的全局，局部，堆区数据都不共享，文件描述符只共享fork之前的。