c - 在 For 循环中 fork() 发生了什么

Question

我一直在努力理解fork()行为。这次在 for 循环 中。观察以下代码:

#include <stdio.h>

void main()
{
   int i;

   for (i=0;i<3;i++)
   {
      fork();

      // This printf statement is for debugging purposes
      // getppid(): gets the parent process-id
      // getpid(): get child process-id

      printf("[%d] [%d] i=%d\n", getppid(), getpid(), i);
   }

   printf("[%d] [%d] hi\n", getppid(), getpid());
}

这是输出:

[6909][6936] i=0
[6909][6936] i=1
[6936][6938] i=1
[6909][6936] i=2
[6909][6936] hi
[6936][6938] i=2
[6936][6938] hi
[6938][6940] i=2
[6938][6940] hi
[1][6937] i=0
[1][6939] i=2
[1][6939] hi
[1][6937] i=1
[6937][6941] i=1
[1][6937] i=2
[1][6937] hi
[6937][6941] i=2
[6937][6941] hi
[6937][6942] i=2
[6937][6942] hi
[1][6943] i=2
[1][6943] hi

我是一个非常注重视觉的人，所以我真正理解事物的唯一方法是通过图表。我的导师说会有 8 个 hi 语句。我编写并运行了代码，确实有 8 个 hi 语句。但我真的不明白。所以我画了下图:

图表已更新以反射(reflect)评论:)

观察:

1. 父进程(主)必须重复循环 3 次。然后调用 printf
2. 在父 for 循环的每次迭代中都会调用 fork()
3. 在每次 fork() 调用后，i 递增，因此每个 child 在递增之前从 i 开始一个 for 循环
4. 在每个 for 循环的末尾，打印“hi”

这是我的问题:

• 我的图表正确吗？
• 为什么输出中有两个 i=0 实例？
• i 的什么值在 fork() 之后传递给每个 child ？如果 i 的值相同，那么“ fork ”何时停止？
• 2^n - 1 是否始终是一种计算 fork 子节点数量的方法？所以，这里 n=3，这意味着 2^3 - 1 = 8 - 1 = 7 个 child ，这是正确的吗？

Answer 1

这里是如何理解它，从for开始循环。

1. 循环从父级开始，i == 0

2. 父级 fork() s，创建 child 1。

3. 您现在有两个进程。都打印i=0 .

4. 循环在两个进程中重新启动，现在 i == 1 .

5. 父子 1 fork() ，创建 child 2 和 3。

6. 您现在有四个进程。所有四个打印i=1 .

7. 循环在所有四个进程中重新启动，现在 i == 2 .

8. parent 和 child 1 到 3 所有 fork() ，创造 4 到 7 岁的 child 。

9. 您现在有八个进程。全八印i=2 .

10. 循环在所有八个进程中重新启动，现在 i == 3 .

11. 循环在所有八个进程中终止，如i < 3不再是真的。

12. 所有八个进程打印 hi .

13. 所有八个进程终止。

所以你得到 0打印两次，1打印四次，2打印 8 次，hi打印 8 次。