创建子进程fork

上面我们写了一个死循环代码，然后 “ ./ ” 运行，一般我们称之为命令式创建进程，实际上我们也可以用代码来创建子进程。

fork 也是系统调用接口，对于 fork 我们还会在 “ 进程控制 ” 章节中再深入，在此文中我们会通过 a) 程序员角度。 b) 内核角度。来学习 fork。

💦 认识 fork

通过命令 man fork 来查找 fork 的相关手册：

💦 使用 fork 创建进程

这里 fork 后，后面的代码一定是被上面的父子进程共享的，换言之，这个循环每次循环都会被父子进程执行一次(去循环已验)：

可以看到子进程的父进程正是父进程的 pid，换言之，谁调 fork，谁就是父进程，父进程通过 fork 创建了子进程：

使用 ps ajx 命令来查看当前进程：

💦 程序员角度理解 fork

通过上面的代码知道了 fork 是创建子进程，也就意味着 fork 之后，这个子进程才能被创建成功，父进程和子进程都要运行，但是 fork 之后，父进程和子进程谁先运行，不是由 fork 决定的，而是由系统的调度优先级决定的。
也就是说父子进程共享代码 —— 只读的，不可修改或不可写入的；而用户数据各自私有一份 —— 比如使用任务管理器，结束 Visual Studio2017 进程，并不会影响 Xshell，一个进程出现了问题，并不会影响其它进程，所以操作系统中，所有进程是具有独立性的，这是操作系统表现出来的特性。所以将各自进程的用户数据私有一份，进程和进程之间就可以达到不互相干扰的特性。

注意这里私有数据的过程并不是一创建进程就给你的，而是采用写时拷贝 的技术，在 C++ 里我们和 深浅拷贝 一起谈过，这里后面我们再详谈，因为我们虽然在语言上学过了，但是在系统上还没学过。

💦 内核角度理解 fork

fork 之后，站在操作系统的角度就是多了一个进程，以我们目前有限的知识，我们知道 进程 = 程序代码 + 内核数据结构(task_struct)，其中操作系统需要先为子进程创建内核数据结构，在系统角度创建子进程，通常以父进程为模板，子进程中默认使用的是父进程中的代码和数据(写时拷贝)。

💦 fork 的常规用法

如上代码，fork 之后与父进程执行一样的代码，有什么意义 ❓

  我直接让父进程做不就完了嘛，所以大部分情况下我们创建的父子进程，是想让父和子执行不同的代码。所以对我们而言，不是这样用 fork 的，而是通过 fork 的返回值来进行代码的分支功能。

在之前的学习中我们都知道 if … 、else if …，是不能同时进入的，那有没有可能它们能同时进入且跑 2 份死循环呢 ❓

  放在以前根本不可能，因为它是单进程，而现在我们使用 fork 创建父子进程(多进程)，所以对于 if … 、else if …，它都会被进入，且 2 个死循环都会跑。对我们来讲这里的父进程就是自己，然后你自己 fork 创建了子进程，所以从 fork 之后，就有 2 个执行流，其中子进程执行 if，父进程执行 else if。

  这里 fork 之后，else 里表示创建进程失败，我们后面再说。可以看到运行后 fork 之前只有 1 个进程，但 fork 后就有 2 个进程一起运行，注意这里是系统来规定父子进程执行的先后顺序。这里肯定是并发，因为我的云服务器只是 1 核的配置，所以它底层其实是以 进程快速切换 来达到伪并行的效果。

💨小结：

  就意义而言，我们创建子进程是想帮助父进程来完成任务的，现在我们刚涉及，所以让它俩各自输出。如果我们要实现边下载边播放的功能那么价值就可以体现了，这样就可以实现一个并发执行的多进程程序。

ret == 0 && ret > 0 能同时存在吗 ❓

  按以前的知识，照现在看到的场景，用于接收 fork 返回值的 ret 是怎么可以既等于 0，又大于 0 的，在我们 C/C++ 上是绝对不可能的。这个的理解是需要我们进程控制中的 进程地址空间 的知识来铺垫才能理解的。

fork 为啥会有 2 个返回值 ❓

  我们在调用一个函数时，这个函数已经准备 return 了，那么就认为这个函数的功能完成了，return 并不属于这个函数的功能，而是告诉调用方我完成了，比如 fork 在准备 return 前，fork 创建子进程的工作已经完成了，甚至子进程已经被放在调度队列里了。我们刚刚说过，fork 之后，父子进程是共享代码的，我们认定 return 是代码，是和父子进程共享的代码，所以当我们父进程 return 时，这里的子进程也要 return，所以说这里的父子进程会使 fork 返回 2 个值。

为啥给子进程返回 0，而父进程返回子进程的 pid ❓

   在生活中，对于儿子，只有 1 个父亲，而对于父亲，却可以有多个儿子，比如家里有 3 个儿子，其中老二犯了错，父亲不可能说 “ 儿子，过来，我抽你一顿 ”，而应该是说 “ 老二 过来，我抽你一顿 ”；而儿子可以说 “ 爸爸，我来了 ”。可以看到父亲为了能更好的吩咐儿子，会对每个儿子进行标识，并且记住它们。所以父进程返回子进程的 pid 的原因是因为父进程可能会创建多个子进程(好比你出生后你爸就给你起了个名字)，所以这为了保证父进程能拿到想拿到的子进程；而子进程返回 0 的原因是父进程对于子进程是唯一的(好比你不可能给你爸起名字)。

父进程拿子进程干嘛 ？？？

  那你爸拿你的名字干嘛，肯定是叫你办事呀，同样的父进程拿子进程有很多用途：比如说有 5 个子进程，我想把某个任务指派给某个子进程，这时就通过它的 pid 来指定；当然你要杀掉某个子进程，可以使用 pid 来杀掉想杀掉的子进程。

子进程的 pid 会存储在父进程的 PCB ？？？

  不会，因为子进程的 pid 是给你看的，你可以拿着 pid 去搞事情。而实际在内核里它们是由对应的链表结构去维护的。

如何创建多个子进程 ？？？

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
void DoThing()
{
	int count = 0;
 	while(count < 5)
    {
        printf("pid : %d, ppid : %d, count : %d\n", getpid(), getppid(), count);
        count++;
        sleep(1);
    }
}
int main()
{
    pid_t ids[5];
    printf("I am father : %d\n", getpid());
    for(int i = 0; i < 5; i++)
    {
        ids[i] = fork();
        if(ids[i] == 0)
        {
            //child
            DoThing();
            exit(1);
        }
    }
    printf("%d %d %d %d %d\n", ids[0], ids[1], ids[2], ids[3], ids[4]);
    getchar();                                                                                                                                                                          

    return 0;
}

运行后：