了解POSIX - fork（）

Question

我在阅读关于fork函数以及它如何创建新进程。下面的程序运行正常，并打印here十六倍，但是，我无法理解的执行流程：

#include <stdio.h> 
#include <string.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <limits.h> 
#include <sys/types.h> 
#include <unistd.h> 
#include <pthread.h> 

int main() 
{ 
    int i; 
    for (i = 0; i < 4; i++) { // line no. 12 
     fork();    // line no. 13 
    } 
    printf("%s\n", "here"); 
    return 0; 
} 

在我看来，有两种方式这个程序可以被看作是：

第一种方法：fork()总共被称为四次。如果我用四次调用fork()函数替换循环，事情似乎落空了，我明白为什么here打印2^4次。

第二种方法：fork()产生一个新的进程，从它被调用的地方开始，每个子进程都有自己的局部变量。所以，在行号后。 13，每个子进程都会看到循环的结尾（}），并且它们会转到第1行。 12.因为，所有这些子进程都有自己的局部变量i设置为0（也许i被设置为一些垃圾值？），他们都再次分叉。再次对于这些子进程，其本地变量i设置为0.这应该导致fork bomb。

我当然错过了我的第二种方法可能有人请帮忙吗？

谢谢。

Answer 1

你的第二种方法是不正确的。因为fork()之后子进程继承当前值i。每次调用0时都不会调用fork()，也不会有垃圾值。所以，你的代码不能有叉形炸弹。它是一个局部变量的事实是无关紧要的。 fork()克隆几乎所有的东西，子过程与其父项相同，除了POSIX手册中指出的某些事项。

我会减少循环计数，以2为便于解释，并承担所有fork()通话成功：

for (i = 0; i < 2; i++) { 
     fork(); 
    } 
    printf("%s\n", "here"); 

1）当i=0，fork()被执行，有两个进程了。称他们为P1和P2。

2）现在，每个P1和P2处理继续，其中i = 0的回路，并递增i为1。for循环条件为真，那么它们中的每产生另一个两道工序和在总4.打电话给他们P1A & P1b和P2a & P2b。现在所有4个进程都有i = 1并将其增加到2（因为它们继续循环）。

3）现在，所有4个进程的值为i为2，并且for循环条件在所有这些中都为false，并且“here”将被打印4次（每个进程一个）。

如果有帮助，您可以将for循环转换为while循环，以及如何i得到由都过程从每个fork()返回增量可能成为多一点明确：

i = 0; 
    while(i < 2) { 
     fork(); 
     i++; 
    } 
    printf("%s\n", "here"); 

Answer 2

你的第一种方法是对。
这是一个相当无聊的答案，所以我会给你所有的技术细节。

当fork叫，几件事情发生：

• 一个新的进程创建（“孩子”）
• 父的堆被复制，并分配给了孩子。
• 子级的堆栈指针设置为父级的堆栈指针。
• 孩子的PID（进程ID）返回给父级。
• 零返回给孩子申报

变量里面函数存储在堆栈，因此在相同的值开始，但不共享。
声明的变量以外函数（在顶层）不在堆栈中，所以在父/子之间共享。

（有些事情还是不重复;看到man fork以获取更多信息。）

所以，当你运行你的代码：

what happens     # of processes 
1. the parent forks.    2 
2. the parent and it's child fork. 4 
3. everyone forks     8 
4. everyone forks     16 
5. everyone prints "here".   16 

您十六个过程结束，字'这里'十六次。

基本上，

if(fork() != 0) { 
    parent_stuff(); 
} else { 
    child_stuff(); 
}