Explication détaillée de la fonction fork sous Linux

fork() est un appel système très important sous Linux et d'autres systèmes de type Unix. Il est utilisé pour créer un nouveau processus. Ce nouveau processus est une copie du processus actuel, appelé processus enfant. Le processus enfant obtiendra une copie du code, des données, du tas, de la pile, etc. du processus parent, mais les deux processus auront des ID de processus différents et d'autres ressources, telles que des descripteurs de fichiers ouverts.

Ce qui suit est l'utilisation de base et les précautions de la fonction fork() :

Prototype de fonction

c

#include <unistd.h>  
  
pid_t fork(void);

Valeur de retour

si fork( ) est appelé avec succès dans le processus parent, l'ID du processus enfant nouvellement créé est renvoyé.

Si fork() est appelé avec succès dans le processus enfant, il renvoie 0.

Si l'appel fork() échoue, -1 est renvoyé.

Caractéristiques

Processus parent-enfant : le processus appelant fork() est le processus parent et le processus nouvellement créé est le processus enfant.

Copie de données : les données du processus parent (y compris le code, le tas, la pile, etc.) seront copiées dans le processus enfant, mais les deux processus ont des espaces d'adressage indépendants.

Asynchronicité : après que fork() ait créé un processus enfant, le processus parent et le processus enfant sont exécutés de manière asynchrone et peuvent s'exécuter indépendamment l'un de l'autre.

ID de processus : chaque processus a un ID de processus (PID) unique, et le PID du processus enfant est différent du PID du processus parent.

Exemple

c

#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <unistd.h>  
  
int main() {  
    pid_t pid;  
  
    pid = fork();  
  
    if (pid < 0) {  
        // fork 失败  
        fprintf(stderr, "Fork failed\n");  
        exit(1);  
    } else if (pid == 0) {  
        // 子进程  
        printf("I am the child process, my PID is %d\n", getpid());  
    } else {  
        // 父进程  
        printf("I am the parent process, my PID is %d, my child&#39;s PID is %d\n", getpid(), pid);  
    }  
  
    return 0;  
}

Notes

fork() copiera toutes les ressources du processus parent , ce qui peut entraîner des problèmes de performances, en particulier dans les grands programmes. Par conséquent, il est généralement recommandé d'utiliser la série de fonctions exec() pour remplacer le code du processus enfant après fork() afin d'éviter une copie inutile des ressources.

Conditions de concurrence : étant donné que le processus parent et le processus enfant s'exécutent de manière asynchrone, des conditions de concurrence peuvent survenir. Par exemple, deux processus peuvent tenter d'accéder ou de modifier le même fichier en même temps, ce qui entraîne des données incohérentes.

Gestion des erreurs : après avoir appelé fork(), sa valeur de retour doit toujours être vérifiée pour gérer les conditions d'erreur possibles.

En général, fork() est un appel système très basique et important dans le système Linux, utilisé pour créer de nouveaux processus. Cependant, en raison de sa complexité et de ses problèmes de performances potentiels, une extrême prudence est requise lors de son utilisation.

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