了解C中的fork（）顺序

Question

所以我有一个我想理解的程序，它来自旧的考试，但是我无法掌握。 我如何知道分叉的顺序以及如何更改变量？

static int g = -1;

int main(int argc, char *argv[])
{
    int v = 0;
    pid_t p;

    while (v++ < 6)
        if ((p = fork()) < 0) {
            perror("fork error");
            return 1;
        } else if (p == 0) {
            v++;
            g--;
        } else {
            g++;
            v+=3;
        if (waitpid(p, NULL, 0) != p) {
            perror("waitpid error");
            return 1;
        }
    }
    printf("mypid = %d parentpid = %d p = %d v = %d g = %d\n",
    getpid(), getppid(), p, v, g);
    return 0;
}

Answer 1

对fork()的调用既启动了新进程，又继续了旧进程。 如果存在某种错误，它将返回一个错误值。 所有错误和仅有错误是负数。 这是第一个if块检查的内容。

在新进程中， fork()返回0。因此，仅在子进程中调用递增v并在g递减的分支，而不调用父进程。

在原始进程中， fork()函数返回子进程的进程标识符（PID），它是一个正整数。 （这将稍后传递给waitpid() 。因此，仅在父进程中调用递减v而在g递增的分支，而不在子进程中调用。

每个进程都有其自己的v和g副本。 （这是进程和线程之间的主要区别：线程共享内存。）在现代SMP操作系统上，将发生的事情是子进程获得父进程的内存映射的副本。 但是这些引用指的是物理内存的相同页面，直到一个进程或另一个进程对其进行写入为止。 发生这种情况时，将为该内存页面创建一个副本，并且两个进程现在都将获得自己的不同副本。

现代Linux内核实现fork() ，子进程将在父进程之前继续执行。 这对性能产生了重大影响。 大多数调用fork()程序都会立即有子进程调用exec()来启动新程序。 这意味着它根本不需要父代内存的副本。 （现在，有一种更新，更简单的方法可以在新进程中启动另一个程序posix_spawn() 。）另一方面，父进程几乎总是保持运行并修改其内存。 因此，给孩子一个机会来声明将要丢弃它继承的内存，这意味着父母无需担心为其孩子留下任何内存页的未修改副本，并且内核也不必经历写时复制的严格条件。

但是实际上，任何体面的编译器都会将两个局部变量都保留在寄存器中，因此不会出现此问题。

在循环的下一个迭代中（仅在子进程终止之后才发生），使用父变量的更新值生成新的子进程。 每个子进程还将继续使用其从其父级继承的v和g值运行循环。

Answer 2

每次对fork的调用都会使用自己的变量生成自己的进程，这些变量会在调用时进行复制（逻辑上；优化可能会在实际复制发生时发生变化，但不会改变结果）。

因此，当您进入循环时，v会增加到1，然后进行分叉。 此时，父进程的g = -1，v = 1，p =，新子进程的g = -1，v = 1，p = 0。 父级然后进入else情况，将g递增至0，将v递增至4，然后等待子项完成，而子项放入“ else if（p == 0）”，将v递增至2，将g递减到-2，然后再次循环。

从那里，您希望现在有了足够的信息来遵循逻辑，因为接下来的两个子进程将被分叉，完成循环并打印它们各自的结果。 当他们这样做时，第一个孩子也将以v = 6到达其waitpid的末尾，退出循环并打印其结果。

此时，父级将解除阻止，再循环一次（沿途分叉另一个孩子），然后（一旦孩子完成）退出循环。