fork函数详解
首先了解什么是fork?
一个进程，包括代码、数据和分配给进程的资源。fork（）函数通过系统调用创建一个与原来进程几乎完全相同的进程，也就是两个进程可以做完全相同的事，但如果初始参数或者传入的变量不同，两个进程也可以做不同的事。
一个进程调用fork（）函数后，系统先给新的进程分配资源，例如存储数据和代码的空间。然后把原来的进程的所有值都复制到新的新进程中，只有少数值与原来的进程的值不同。
上面的话通俗理解就是: fork是复制进程的函数，程序一开始就会产生一个进程，当这个进程(代码)执行到fork()时，fork就会复制一份原来的进程即就是创建一个新进程,我们称子进程，而原来的进程我们称为父进程，此时父子进程是共存的，他们一起向下执行代码。
注意的一点：就是调用fork函数之后，一定是两个进程同时执行fork函数之后的代码，而之前的代码以及由父进程执行完毕。
fork的特点:
首先明白linux中:
PID表示的进程号,是唯一的，一个PID只标识一个进程
PCB:进程控制块,进程控制块是用一个结构体struct task_struct来实现
fork的返回值问题:
在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID；
在子进程中，fork返回0；
如果出现错误，fork返回一个负值；
getppid():得到一个进程的父进程的PID;
getpid():得到当前进程的PID;
*注意:在fork函数执行完毕后，如果创建新进程成功，则出现两个进程，一个是子进程，一个是父进程。在子进程中，fork函数返回0，在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID。我们可以通过fork返回的值来判断当前进程是子进程还是父进程。
fork是把已有的进程复制一份,当然把PCB也复制了一份,然后申请一个PID
子进程的PID=父进程的PID+1;
下面我们举一个简单的例子:
第一次看的时候非常的奇怪，一个函数返回两次？是的，在调用fork后，fork函数后面的所有代码会执行两遍。
#include
#include
#include
/**
*最基础的fork例子
**/
int main(int argc, char const *argv[])
{
pid_t pid;
//判断1
if ((pid=fork()) < 0)
{
perror("fork error");
}
//判断2
else if (pid == 0)//子进程
{
printf("child getpid()=%d\n", getpid());
}
//判断3
else if(pid > 0)//父进程
{
printf("parent getpid()=%d\n", getpid());
}
return 0;
}
结果如下:
parent getpid()=13725
child getpid()=13726
两个判断的代码都执行了，这是非常不可思议的，但fork函数确实实现了这样的功能。也就是在fork函数后面的代码都会执行2遍。 这就是为什么两个判断都会被执行的原因。
现在来梳理一下成功fork的执行流程
第一步： pid=fork()，如果成功那么pid就有一个非0正值。否则返回-1。
第二步： 因为pid>0，所以进入判断3。这是在父进程。
第三步： 父进程的代码执行完了，程序又会把fork后面的函数再执行一遍，此时pid的值变为0，所以进入判断2。
*注意:这里的pid_t类似一个类型，就像int型一样，int型定义的变量都是整型的，pid_t定义的类型都是进程号类型。这个语句的意思是定义了一个pid_t类型的变量pid，fork()函数返回一个进程号，这个进程号赋给了pid。pid_t在头文件types.h（sys/types.h）中定义
pid_t就是一个short类型变量，实际表示的是内核中的进程表的索引
试试判断下面代码:
#include
#include
#include
int main()
{
pid_t fpid;//fpid表示fork函数返回的值
int count=0;
fpid=fork();
if(fpid<0)
printf("error in fork!");
else if(fpid==0)
{
printf("我是子进程,id:%d\n",getpid());
count++;
}
else
{
printf("我是父进程,id:%d\n",getpid());
count++;
}
printf("统计结果是:%d\n",count);
exit(0);
}
父子进程的调用流程:
下面我们讲解一下fork调用的细节
int main(){
fork();//fork1
fork();//fork2
printf("love\n");
return 0;
}
上述代码打印了4次love，创建了4个进程（1一个父进程，3个子进程）
假设我们的main进程pid是1001，注意看左边的1，2，4进程其实都是main进程1001。进程3，6是同一个进程1002。所有一共有1001，1002，1003，1004四个进程。也就是只要数叶子节点就行了。其中1个是main进程，其它3个是子进程。有多少个进程就输出多少次hello字符串。也就是只有4，5，6，7执行了printf。
如果明白了上面的过程下面我给出四个例子和解释，可以自己先试着判断
eg1:
int main() { int n=2; for(;i
eg2:
int main() { int n=2; for(;i
eg3:
int main() { fork()||fork(); printf("A\n"); exit(0); 1）在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID；大于0的 2）在子进程中，fork返回0； 3）如果出现错误，fork返回一个负值； }结果打印3个A，共创建3个进程
fork()给子进程返回一个零值，而给父进程返回一个非零值
在main这个主进程中，首先执行 fork() || fork(), 左边的fork()返回一个非零值，根据||的短路原则，前面的表达式为真时，后面的表达式不执行，故包含main的这个主进程创建了一个子进程，
由于子进程会复制父进程，而且子进程会根据其返回值继续执行，就是说，在子进程中， fork() ||fork()这条语句 左边表达式的返回值是0, 所以||右边的表达式要执行，这时在子进程中又创建了一个进程，
即main进程->子进程->子进程，一共创建了3个进程。
eg4:
int main() { fork()&&fork(); printf("A\n"); exit(0); }结果输出3个A，创建3个进程
注意小tips:
父子进程相同：
- 刚刚fork后，data段，text段，堆，栈，环境变量，全局变量，宿主目录位置，进程工作目录，信号处理方式
父子进程不同：
- 进程id，返回值，各自父进程，进程创建时间，闹钟，未决信号
父子进程共享：
- 文件描述符
- mmap映射区
- 读时共享，写时复制-----------------全局变量
对fork复制进程做了一个优化----写时拷贝技术。写时拷贝指的是两个任务可以同时自由读取内存，但任意一个任务试图对内存进行修改时，内存就会复制一份提供给修改方单独使用，以免影响到其他的任务使用。
特别的，fork之后父进程先执行还是子进程先执行不确定，取决于内核所使用的调度算法。
注意父进程多次fork后不加以控制，我们会发现打印结果不唯一，无序。是因为对于操作系统将代码交给cpu执行的时候产生的子进程相当于同时产生的，并发运行，他们站在同一起跑线上去争夺cpu，谁抢到了谁就去运行打印数据，这是与系统调度有关，想让他们有序，可以加入sleep函数让其休眠一下
看到这里相信对与fork就有了基本的了解，点赞收藏是对博主最大的支持!有任何问题欢迎评论区留言讨论！
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