c - 这段代码中fork和pid(if(pid!= 0))如何工作？

Question

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
    int pid;
    int x, y;

    x = 10;
    y = 10;
    pid = fork();

    if (pid != 0)
    {
       x++;
       y--;
    }

    printf("x = %i y = %i\n", x, y);

    pid = fork();

    if (pid != 0)
    {
       x++;
       y--;
    }
    printf("x = %i y = %i\n", x, y);

    return (0);
}

我对这部分代码完全感到困惑。谁能解释我的工作原理？
我也不明白哪个过程（孩子/父母）可以打印。

Answer 1

fork()功能不常见；除非失败，否则它将返回两次，在两个不同（但密切相关）的过程中的每个过程中返回一次。如果失败，则返回-1（在原始过程中，必不可少）。如果成功，它将在子进程中返回0，而在原始（父）进程中返回子进程的PID，该PID绝不会为0（或负数）。

您应该学习如何编写代码。在使用fork()的代码的上下文中，通常有效的方法是打印PID（进程ID）和PPID（父进程ID），以帮助消除哪个进程打印什么内容的歧义。对于有关哪个进程将打印的问题的简短答案是，两个进程将打印第一个printf()调用中的数据，而四个进程将打印第二个printf()调用中的数据–除非您将程序的输出通过管道传输到另一个（ （例如cat），在这种情况下，似乎某些进程会多次打印数据。 （另请参见printf() anomaly after fork()。）

让我们测试一下您的代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>

int main(void)
{
    printf("PID = %d\n", (int)getpid());

    int x = 10;
    int y = 10;

    int pid = fork();
    if (pid != 0)
    {
       x++;
       y--;
    }
    printf("1: x = %i y = %i (PID %d, PPID %d)\n",
           x, y, (int)getpid(), (int)getppid());

    pid = fork();
    if (pid != 0)
    {
       x++;
       y--;
    }
    printf("2: x = %i y = %i (PID %d, PPID %d)\n",
           x, y, (int)getpid(), (int)getppid());

    int status;
    int corpse;
    while ((corpse = wait(&status)) > 0)
    {
        printf("%d: child %d exited with status 0x%.4X\n",
               (int)getpid(), corpse, status);
    }

    return (getpid() % 16);
}

main()末尾的return语句返回16中的15次非零退出状态，只是使事情变得更加有趣。

示例运行（从 ./fork43构建的程序 fork43.c）-一个不带管道，一个带管道：

$ ./fork43
PID = 26226
1: x = 11 y = 9 (PID 26226, PPID 23612)
2: x = 12 y = 8 (PID 26226, PPID 23612)
1: x = 10 y = 10 (PID 26227, PPID 26226)
2: x = 11 y = 9 (PID 26228, PPID 26226)
2: x = 11 y = 9 (PID 26227, PPID 26226)
26226: child 26228 exited with status 0x0400
2: x = 10 y = 10 (PID 26229, PPID 26227)
26227: child 26229 exited with status 0x0500
26226: child 26227 exited with status 0x0300
$ ./fork43 | cat
PID = 26230
1: x = 11 y = 9 (PID 26230, PPID 23612)
2: x = 11 y = 9 (PID 26233, PPID 26230)
PID = 26230
1: x = 10 y = 10 (PID 26232, PPID 26230)
2: x = 10 y = 10 (PID 26234, PPID 26232)
PID = 26230
1: x = 10 y = 10 (PID 26232, PPID 26230)
2: x = 11 y = 9 (PID 26232, PPID 26230)
26232: child 26234 exited with status 0x0A00
PID = 26230
1: x = 11 y = 9 (PID 26230, PPID 23612)
2: x = 12 y = 8 (PID 26230, PPID 23612)
26230: child 26233 exited with status 0x0900
26230: child 26232 exited with status 0x0800
$

在第一次运行中，初始（父）进程具有PID26226。它进行分叉，其子进程为26227。父进程被告知其子PID，因此它递增 x并递减 y；然后，它执行 printf()语句，其中格式字符串以 1:开头，将值 x打印为11，将 y打印为9。在此运行中，父进程再次派生使用PID 26228创建其第二个子级。父级再次递增 x并递减 y，并执行 printf()语句，在此语句之前，格式字符串以 2:开头。然后，它到达 wait()循环并等待其子级之一死亡。

然后，第一个子进程（26227）执行 printf()语句，其中格式字符串以 1:开头，但 x和 y的值均保持为10。然后到达第二个fork，并创建自己的子进程（原始流程的孙代）具有PID 26229的流程。

第二个子项26228具有（x，y）个值（11，9），因为这些是分叉时的值，因此当它执行 printf()语句（格式字符串以 2:开头）时，它将打印这些值。

在第一个子派生之后，它会被告知其孩子的PID，因此它递增 x并递减 y，并打印值11和9。

第二个孩子退出，其状态由原始过程报告。孙子进程现在执行 printf()语句，其中以 2:1. Since the value in pid was 0 twice, the values in x and y`开头的格式字符串仍保持为10。然后退出。

第一个孩子可以报告其孩子已经退出，然后自己退出。父进程报告第一个孩子退出并且也退出。

总体而言，有一个 PID输出副本，两个 1:复制副本和4个 2:复制副本（以及三个“退出子项”报告）。

第二次运行将输出传递到 cat，表明输出已完全缓冲，而不是行缓冲，因此进程在退出时刷新写入的数据，而不是在打印换行符时刷新。这就是为什么有4个副本 PID = 26230输出和4个 1:输出的原因。仍然只有3个“儿童退出”报告。

这样打印PID信息对于理解代码很有帮助。重要的是要认识到输出顺序不是固定的。仅由于调度算法以及计算机上同时发生的其他事情，不同的运行可能会产生不同的序列（与不同的PID编号完全不同）。