深入理解计算机系统———fork（）函数的运用

fork()函数定义如下：

pid_t fork( void);
（pid_t 是一个宏定义，其实质是int 被定义在#include<sys/types.h>中）
返回值： 若成功调用一次则返回两个值，子进程返回0，父进程返回子进程ID；否则，出错返回-1

函数说明

fork0

void fork0() 
{
    if (fork() == 0) {
	printf("Hello from child\n");
    }
    else {
	printf("Hello from parent\n");
    }
}

fork1

void fork1()
{
    int x = 1;
    pid_t pid = fork();

    if (pid == 0) {
	printf("Child has x = %d\n", ++x);
    } 
    else {
	printf("Parent has x = %d\n", --x);
    }
    printf("Bye from process %d with x = %d\n", getpid(), x);
}

fork2

void fork2()
{
    printf("L0\n");
    fork();
    printf("L1\n");    
    fork();
    printf("Bye\n");
}

fork3

void fork3()
{
    printf("L0\n");
    fork();
    printf("L1\n");    
    fork();
    printf("L2\n");    
    fork();
    printf("Bye\n");
}

void fork4()
{
    printf("L0\n");
    if (fork() != 0) {
	printf("L1\n");    
	if (fork() != 0) {
	    printf("L2\n");
	}
    }
    printf("Bye\n");
}

void fork5()
{
    printf("L0\n");
    if (fork() == 0) {
	printf("L1\n");    
	if (fork() == 0) {
	    printf("L2\n");
	}
    }
    printf("Bye\n");
}

void cleanup(void) {
    printf("Cleaning up\n");
}
void fork6()
{
    atexit(cleanup);
    fork();
    exit(0);
}

fork7

void fork7()
{
    if (fork() == 0) {
	/* Child */
	printf("Terminating Child, PID = %d\n", getpid());
	exit(0);
    } else {
	printf("Running Parent, PID = %d\n", getpid());
	while (1)
	    ; /* Infinite loop */
    }
}

这里，父进程并没有退出，所以导致程序一直在运行,成为僵尸（zombies.）进程，一直在后台运行，具体表现如下，无法在终端创建新程序，只有Ctrl+C或者Ctrl+Z退出此程序才可以进行新的操作。

fork8

void fork8()
{
    if (fork() == 0) {
	/* Child */
	printf("Running Child, PID = %d\n",
	       getpid());
	while (1)
	    ; /* Infinite loop */
    } else {
	printf("Terminating Parent, PID = %d\n",
	       getpid());
	exit(0);
    }
}

和前面的一样，父进程返回非0，所以输出PPID；然后进入子进程，输出PID，但是之后进入死循环，子进程并没有退出，成为僵尸进程。

fork9

void fork9()
{
    int child_status;

    if (fork() == 0) {
	printf("HC: hello from child\n");
        exit(0);
    } else {
	printf("HP: hello from parent\n");
	wait(&child_status);
	printf("CT: child has terminated\n");
    }
    printf("Bye\n");
}

这里注意一下：pid_t wait(int *status)

进程一旦调用了wait，就立即阻塞自己，由wait自动分析是否当前进程的某个子进程已经退出，如果让它找到了这样一个已经变成僵尸的子进程，wait就会收集这个子进程的信息，并把它彻底销毁后返回；如果没有找到这样一个子进程，wait就会一直阻塞在这里，直到有一个出现为止。

上述程序，父进程需在调用wait（）时等待子进程结束，再执行下面的操作。

总结
1.fork 函数被调用一次，但返回两次
2.将子进程 ID 返回给父进程的理由是：一个进程的子进程可以有多个，并且没有一个函数使一个进程可以获得其所有子进程的进程 ID
3.fork 使子进程得到返回值 0 的理由是：一个进程只会有一个父进程，所以子进程可以通过调用 getppid 函数，来获得其父进程的进程 ID
4.进程 ID 0 总是由内核交换进程使用，所以一个子进程的进程 ID 不可能为 0
5.fork 之后进程的动作：子进程和父进程继续执行 fork 调用之后的指令。
6.子进程是父进程的副本。fork 之后，子进程获得父进程数据空间、堆和栈的副本。注意：这是子进程所拥有的副本。父进程和子进程并不共享这些存储空间部分。父进程和子进程共享正文段
其实创建子进程，就是把父进程的 PCB 拷贝过来，稍加修改，例如，修改子进程的进程 ID(肯定不能和父进程一样)， 就变成子进程的 PCB 了。
7.进程调度：父进程和子进程谁先被执行，完全由进程调度器决定，谁先调度，是不确定的。