fork()函数

发布网友 发布时间：2024-10-10 08:27

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热心网友 时间：2024-11-08 07:46

深入理解 fork() 函数及其应用

在标准的C程序流程中，一个进程只有一个PID，直到程序结束。然而，fork()函数的出现彻底改变了这一常规。这个函数如同英文中的"分叉"，通过复制当前进程及其内存中的堆栈信息，创建一个新的镜像，两个进程平行执行，互不影响，从而产生进程复制的效果。

下面通过一个实例来直观理解：int fork_3()函数中，两个printf语句在被fork()调用后，会分别在主进程和子进程里执行，导致屏幕显示为三条信息。这是因为fork()函数将程序分割成两个进程，每个进程独立执行后续代码。

在实际应用中，fork()的目的是为了创建子进程执行特定任务，与主进程区别开来。通过判断fork()的返回值，我们能区分进程类型，为每个进程执行不同的代码。在fork_1()函数中，我们利用if-else结构，根据返回值的不同执行主程序或子程序特有的代码。

虽然if-else结构能区分进程，但通常希望子进程执行特定代码后即结束。这时，exit()函数就显得尤为重要，它在子进程的if判断内结束进程，确保主程序按预期继续执行。

为了控制进程执行顺序，我们可以使用wait()函数。在fork_1()中，通过wait()，主程序会等待子进程执行完毕后再继续，实现了我们期望的输出模式。

exec函数并非单一的，而是由一组功能相似但参数不同的函数组成，如execl, execle, execv, execvp, execve等。它们用于替换当前进程并执行新的程序。例如，execl用于指定完整路径，而execvp则会从PATH环境变量中寻找文件。

通过execv函数，我们可以传递一个指向参数数组的指针给执行的文件，例如，fork_4()将执行"/bin/ls"命令并显示详细信息。

execvp函数会从PATH中查找文件，然后传递参数给它，如fork_10()执行ls命令。

更为灵活的execve允许指定环境变量，如在fork_11()中，它执行ls命令并设置PATH环境变量。

execl和execlp与execve类似，但参数传递方式略有不同，如fork_8() 和 fork_12()分别执行ls命令。

尽管execvp不支持管道操作，但system()可以。然而，fork() + exec组合在执行脚本或复杂命令时更具优势。通过将命令写入脚本，我们可以利用fork() 和 exec来替代system()，如使用base_exec(char *)函数执行动态命令。