C语言fork函数创建进程详解

在linux下，C语言创建进程用fork函数，接下来我们通过代码来一步步了解fork函数的各个知识点。

1、依赖的头文件

#include <unistd.h>

2、fork的原理和概念

fork子进程就是从父进程拷贝一个新的进程出来，子进程和父进程的进程ID不同，但用户数据一样。

在C语言中，创建一个子进程代码如下：

pid_t pid; //pid_t 从底层来看，实际上是int类型。
pid = fork();

3、父进程和子进程

执行fork函数后有2种返回值：对于父进程，返回的是子进程的PID（即返回一个大于0的数字）；对于子进程，则返回0，所以我们可以通过pid这个返回值来判断当前进程是父进程还是子进程。如下代码所示：

if(pid > 0)
{
    printf("im parent process, pid: %d\n", getpid());
}
else if(pid == 0)
{
    printf("im child process, pid: %d, parent pid: %d\n", getpid(), getppid());
}
else
{
    printf("fork failed\n");
}

温馨提示：

getpid() -获取当前进程的pid

getppid() -获取当前进程的父进程的pid

4、完整例子&子进程代码执行位置

了解这些之后，我们来看一个创建子进程的完整代码示例：

#include    <stdio.h>
#include    <unistd.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("========== before fork =============\n");

    pid_t pid;
    pid = fork();

    printf("========== after fork =============\n");

    if(pid > 0)
    {
        printf("im parent process, pid: %d\n", getpid());
    }
    else if(pid == 0)
    {
        printf("im child process, pid: %d, parent pid: %d\n", getpid(), getppid());
    }
    else
    {
        printf("fork failed\n");
    }

    printf("========== process end =============\n");
    sleep(1);
    return 0;
}

运行结果如下图：

从上图可以看出，程序只输出了1个“before fork”，但输出了2个“after fork”，所以我们可以得出：子进程的代码执行是从fork()位置之后开始的。事实也确实是如此。

5、循环创建子进程

有时候，我们需要创建多个子进程，可以通过for循环来实现，代码如下：

#include    <stdio.h>
#include    <unistd.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    int i = 0;
    pid_t pid;
    for(i = 0; i < 3; i++)
    {
        pid = fork();
    }

    if (pid == 0)
    {
        printf("im child process, pid: %d, parent pid: %d\n", getpid(), getppid());
    }
    else
    {
        printf("im parent process, pid: %d\n", getpid());
    }

    sleep(1);
    return 0;
}

运行结果如下图：

咦，我们不是循环创建3个子进程吗，怎么输出了这么多次parent process和child process呢？

这是因为子进程也创建了子进程，大家可以观察一下图中的pid。数了一下，共输出了8次，刚好是2的3次方。

我画了一个fork步骤图，便于大家更好的理解，如下：

如上图所示，子进程在第2轮、3轮，也会相当于父进程一样继续fork子进程，所以for循环3次后，刚好得到共8个进程。

那如果我们就想通过循环3次，得到3个子进程，要怎么办呢？

思路：不让子进程fork出新的子进程。

代码片段如下：

for(i = 0; i < 3; i++)
{
    pid = fork();
    if (pid == 0)
    {
        break;
    }
}

运行结果：

至此，fork函数创建子进程介绍完毕。

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