一、fork入門知識:一個程序，包括程式碼、資料和分配給程序的資源。fork（）函式透過系統呼叫建立一個與原來程序幾乎完全相同的程序，也就是兩個程序可以做完全相同的事，但如果初始引數或者傳入的變數不同，兩個程序也可以做不同的事。
一個程序呼叫fork（）函式後，系統先給新的程序分配資源，例如儲存資料和程式碼的空間。然後把原來的程序的所有值都複製到新的新程序中，只有少數值與原來的程序的值不同。相當於克隆了一個自己。
我們來看一個例子：
[cpp] view plain copy
/*
* fork_test.c
* version 1
* Created on: 2010-5-29
* Author: wangth
*/
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main ()
{
pid_t fpid; //fpid表示fork函式返回的值
int count=0;
fpid=fork();
if (fpid < 0)
printf("error in fork!");
else if (fpid == 0) {
printf("i am the child process, my process id is %d/n",getpid());
printf("我是爹的兒子/n");//對某些人來說中文看著更直白。
count++;
}
else {
printf("i am the parent process, my process id is %d/n",getpid());
printf("我是孩子他爹/n");
printf("統計結果是: %d/n",count);
return 0;
執行結果是：
i am the child process, my process id is 5574
我是爹的兒子
統計結果是: 1
i am the parent process, my process id is 5573
我是孩子他爹
在語句fpid=fork()之前，只有一個程序在執行這段程式碼，但在這條語句之後，就變成兩個程序在執行了，這兩個程序的幾乎完全相同，將要執行的下一條語句都是if(fpid<0)……
為什麼兩個程序的fpid不同呢，這與fork函式的特性有關。fork呼叫的一個奇妙之處就是它僅僅被呼叫一次，卻能夠返回兩次，它可能有三種不同的返回值：
1）在父程序中，fork返回新建立子程序的程序ID；
2）在子程序中，fork返回0；
3）如果出現錯誤，fork返回一個負值；
在fork函式執行完畢後，如果建立新程序成功，則出現兩個程序，一個是子程序，一個是父程序。在子程序中，fork函式返回0，在父程序中，fork返回新建立子程序的程序ID。我們可以透過fork返回的值來判斷當前程序是子程序還是父程序。
引用一位網友的話來解釋fpid的值為什麼在父子程序中不同。“其實就相當於連結串列，程序形成了連結串列，父程序的fpid(p 意味point)指向子程序的程序id, 因為子程序沒有子程序，所以其fpid為0.
fork出錯可能有兩種原因：
1）當前的程序數已經達到了系統規定的上限，這時errno的值被設定為EAGAIN。
2）系統記憶體不足，這時errno的值被設定為ENOMEM。
建立新程序成功後，系統中出現兩個基本完全相同的程序，這兩個程序執行沒有固定的先後順序，哪個程序先執行要看系統的程序排程策略。
每個程序都有一個獨特（互不相同）的程序識別符號（process ID），可以透過getpid（）函式獲得，還有一個記錄父程序pid的變數，可以透過getppid（）函式獲得變數的值。
fork執行完畢後，出現兩個程序，
有人說兩個程序的內容完全一樣啊，怎麼列印的結果不一樣啊，那是因為判斷條件的原因，上面列舉的只是程序的程式碼和指令，還有變數啊。
執行完fork後，程序1的變數為count=0，fpid！=0（父程序）。程序2的變數為count=0，fpid=0（子程序），這兩個程序的變數都是獨立的，存在不同的地址中，不是共用的，這點要注意。可以說，我們就是透過fpid來識別和操作父子程序的。
還有人可能疑惑為什麼不是從#include處開始複製程式碼的，這是因為fork是把程序當前的情況複製一份，執行fork時，程序已經執行完了int count=0;fork只複製下一個要執行的程式碼到新的程序。
二、fork進階知識
先看一份程式碼：
* version 2
int main(void)
int i=0;
printf("i son/pa ppid pid fpid/n");
//ppid指當前程序的父程序pid
//pid指當前程序的pid,
//fpid指fork返回給當前程序的值
for(i=0;i<2;i++){
pid_t fpid=fork();
if(fpid==0)
printf("%d child %4d %4d %4d/n",i,getppid(),getpid(),fpid);
else
printf("%d parent %4d %4d %4d/n",i,getppid(),getpid(),fpid);
i son/pa ppid pid fpid
0 parent 2043 3224 3225
0 child 3224 3225 0
1 parent 2043 3224 3226
1 parent 3224 3225 3227
1 child 1 3227 0
1 child 1 3226 0
這份程式碼比較有意思，我們來認真分析一下：
第一步：在父程序中，指令執行到for迴圈中，i=0，接著執行fork，fork執行完後，系統中出現兩個程序，分別是p3224和p3225（後面我都用pxxxx表示程序id為xxxx的程序）。可以看到父程序p3224的父程序是p2043，子程序p3225的父程序正好是p3224。我們用一個連結串列來表示這個關係：
p2043->p3224->p3225
第一次fork後，p3224（父程序）的變數為i=0，fpid=3225（fork函式在父程序中返向子程序id），程式碼內容為：
[c-sharp] view plain copy
pid_t fpid=fork();//執行完畢，i=0，fpid=3225
p3225（子程序）的變數為i=0，fpid=0（fork函式在子程序中返回0），程式碼內容為：
pid_t fpid=fork();//執行完畢，i=0，fpid=0
所以打印出結果：
第二步：假設父程序p3224先執行，當進入下一個迴圈時，i=1，接著執行fork，系統中又新增一個程序p3226，對於此時的父程序，p2043->p3224（當前程序）->p3226（被建立的子程序）。
對於子程序p3225，執行完第一次迴圈後，i=1，接著執行fork，系統中新增一個程序p3227，對於此程序，p3224->p3225（當前程序）->p3227（被建立的子程序）。從輸出可以看到p3225原來是p3224的子程序，現在變成p3227的父程序。父子是相對的，這個大家應該容易理解。只要當前程序執行了fork，該程序就變成了父程序了，就打印出了parent。
所以打印出結果是：
第三步：第二步建立了兩個程序p3226，p3227，這兩個程序執行完printf函式後就結束了，因為這兩個程序無法進入第三次迴圈，無法fork，該執行return 0;了，其他程序也是如此。
以下是p3226，p3227打印出的結果：
細心的讀者可能注意到p3226，p3227的父程序難道不該是p3224和p3225嗎，怎麼會是1呢？這裡得講到程序的建立和死亡的過程，在p3224和p3225執行完第二個迴圈後，main函式就該退出了，也即程序該死亡了，因為它已經做完所有事情了。p3224和p3225死亡後，p3226，p3227就沒有父程序了，這在作業系統是不被允許的，所以p3226，p3227的父程序就被置為p1了，p1是永遠不會死亡的，至於為什麼，這裡先不介紹，留到“三、fork高階知識”講。
總結一下，這個程式執行的流程如下：
這個程式最終產生了3個子程序，執行過6次printf（）函式。
我們再來看一份程式碼：
* version 3
for(i=0;i<3;i++){
printf("son/n");
printf("father/n");
它的執行結果是：
father
son
這裡就不做詳細解釋了，只做一個大概的分析。
for i=0 1 2
father father father
son father
son father father
其中每一行分別代表一個程序的執行列印結果。
總結一下規律，對於這種N次迴圈的情況，執行printf函式的次數為2*（1+2+4+……+2N-1）次，建立的子程序數為1+2+4+……+2N-1個。(感謝gao_jiawei網友指出的錯誤，原本我的結論是“執行printf函式的次數為2*（1+2+4+……+2N）次，建立的子程序數為1+2+4+……+2N ”，這是錯的)
網上有人說N次迴圈產生2*（1+2+4+……+2N）個程序，這個說法是不對的，希望大家需要注意。
數學推理見http://202.117.3.13/wordpress/?p=81（該博文的最後）。
同時，大家如果想測一下一個程式中到底建立了幾個子程序，最好的方法就是呼叫printf函式列印該程序的pid，也即呼叫printf("%d/n",getpid());或者透過printf("+/n");來判斷產生了幾個程序。有人想透過呼叫printf("+");來統計建立了幾個程序，這是不妥當的。具體原因我來分析。
老規矩，大家看一下下面的程式碼：
* version 4
int main() {
pid_t fpid;//fpid表示fork函式返回的值
//printf("fork!");
printf("fork!/n");
fpid = fork();
else if (fpid == 0)
printf("I am the child process, my process id is %d/n", getpid());
printf("I am the parent process, my process id is %d/n", getpid());
執行結果如下：
fork!
I am the parent process, my process id is 3361
I am the child process, my process id is 3362
如果把語句printf("fork!/n");註釋掉，執行printf("fork!");
則新的程式的執行結果是：
fork!I am the parent process, my process id is 3298
fork!I am the child process, my process id is 3299
程式的唯一的區別就在於一個/n回車符號，為什麼結果會相差這麼大呢？
這就跟printf的緩衝機制有關了，printf某些內容時，作業系統僅僅是把該內容放到了stdout的緩衝佇列裡了,並沒有實際的寫到螢幕上。但是,只要看到有/n 則會立即重新整理stdout,因此就馬上能夠列印了。
運行了printf("fork!")後,“fork!”僅僅被放到了緩衝裡,程式執行到fork時緩衝裡面的“fork!” 被子程序複製過去了。因此在子程序度stdout緩衝裡面就也有了fork! 。所以,你最終看到的會是fork! 被printf了2次！！！！
而執行printf("fork! /n")後,“fork!”被立即列印到了螢幕上,之後fork到的子程序裡的stdout緩衝裡不會有fork! 內容。因此你看到的結果會是fork! 被printf了1次！！！！
所以說printf("+");不能正確地反應程序的數量。
大家看了這麼多可能有點疲倦吧，不過我還得貼最後一份程式碼來進一步分析fork函式。
int main(int argc, char* argv[])
fork();
fork() && fork() || fork();
問題是不算main這個程序自身，程式到底建立了多少個程序。
為了解答這個問題，我們先做一下弊，先用程式驗證一下，到此有多少個程序。
printf("+/n");
答案是總共20個程序，除去main程序，還有19個程序。
我們再來仔細分析一下，為什麼是還有19個程序。
第一個fork和最後一個fork肯定是會執行的。
主要在中間3個fork上，可以畫一個圖進行描述。
這裡就需要注意&&和||運算子。
A&&B，如果A=0，就沒有必要繼續執行&&B了；A非0，就需要繼續執行&&B。
A||B，如果A非0，就沒有必要繼續執行||B了，A=0，就需要繼續執行||B。
fork()對於父程序和子程序的返回值是不同的，按照上面的A&&B和A||B的分支進行畫圖，可以得出5個分支。
加上前面的fork和最後的fork，總共4*5=20個程序，除去main主程序，就是19個程序了。
三、fork高階知識
這一塊我主要就fork函式講一下作業系統程序的建立、死亡和排程等。因為時間和精力限制，我先寫到這裡，下次找個時間我爭取把剩下的內容補齊。
一、fork入門知識:一個程序，包括程式碼、資料和分配給程序的資源。fork（）函式透過系統呼叫建立一個與原來程序幾乎完全相同的程序，也就是兩個程序可以做完全相同的事，但如果初始引數或者傳入的變數不同，兩個程序也可以做不同的事。
一個程序呼叫fork（）函式後，系統先給新的程序分配資源，例如儲存資料和程式碼的空間。然後把原來的程序的所有值都複製到新的新程序中，只有少數值與原來的程序的值不同。相當於克隆了一個自己。
我們來看一個例子：
[cpp] view plain copy
/*
* fork_test.c
* version 1
* Created on: 2010-5-29
* Author: wangth
*/
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main ()
{
pid_t fpid; //fpid表示fork函式返回的值
int count=0;
fpid=fork();
if (fpid < 0)
printf("error in fork!");
else if (fpid == 0) {
printf("i am the child process, my process id is %d/n",getpid());
printf("我是爹的兒子/n");//對某些人來說中文看著更直白。
count++;
}
else {
printf("i am the parent process, my process id is %d/n",getpid());
printf("我是孩子他爹/n");
count++;
}
printf("統計結果是: %d/n",count);
return 0;
}
執行結果是：
i am the child process, my process id is 5574
我是爹的兒子
統計結果是: 1
i am the parent process, my process id is 5573
我是孩子他爹
統計結果是: 1
在語句fpid=fork()之前，只有一個程序在執行這段程式碼，但在這條語句之後，就變成兩個程序在執行了，這兩個程序的幾乎完全相同，將要執行的下一條語句都是if(fpid<0)……
為什麼兩個程序的fpid不同呢，這與fork函式的特性有關。fork呼叫的一個奇妙之處就是它僅僅被呼叫一次，卻能夠返回兩次，它可能有三種不同的返回值：
1）在父程序中，fork返回新建立子程序的程序ID；
2）在子程序中，fork返回0；
3）如果出現錯誤，fork返回一個負值；
在fork函式執行完畢後，如果建立新程序成功，則出現兩個程序，一個是子程序，一個是父程序。在子程序中，fork函式返回0，在父程序中，fork返回新建立子程序的程序ID。我們可以透過fork返回的值來判斷當前程序是子程序還是父程序。
引用一位網友的話來解釋fpid的值為什麼在父子程序中不同。“其實就相當於連結串列，程序形成了連結串列，父程序的fpid(p 意味point)指向子程序的程序id, 因為子程序沒有子程序，所以其fpid為0.
fork出錯可能有兩種原因：
1）當前的程序數已經達到了系統規定的上限，這時errno的值被設定為EAGAIN。
2）系統記憶體不足，這時errno的值被設定為ENOMEM。
建立新程序成功後，系統中出現兩個基本完全相同的程序，這兩個程序執行沒有固定的先後順序，哪個程序先執行要看系統的程序排程策略。
每個程序都有一個獨特（互不相同）的程序識別符號（process ID），可以透過getpid（）函式獲得，還有一個記錄父程序pid的變數，可以透過getppid（）函式獲得變數的值。
fork執行完畢後，出現兩個程序，
有人說兩個程序的內容完全一樣啊，怎麼列印的結果不一樣啊，那是因為判斷條件的原因，上面列舉的只是程序的程式碼和指令，還有變數啊。
執行完fork後，程序1的變數為count=0，fpid！=0（父程序）。程序2的變數為count=0，fpid=0（子程序），這兩個程序的變數都是獨立的，存在不同的地址中，不是共用的，這點要注意。可以說，我們就是透過fpid來識別和操作父子程序的。
還有人可能疑惑為什麼不是從#include處開始複製程式碼的，這是因為fork是把程序當前的情況複製一份，執行fork時，程序已經執行完了int count=0;fork只複製下一個要執行的程式碼到新的程序。
二、fork進階知識
先看一份程式碼：
[cpp] view plain copy
/*
* fork_test.c
* version 2
* Created on: 2010-5-29
* Author: wangth
*/
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int i=0;
printf("i son/pa ppid pid fpid/n");
//ppid指當前程序的父程序pid
//pid指當前程序的pid,
//fpid指fork返回給當前程序的值
for(i=0;i<2;i++){
pid_t fpid=fork();
if(fpid==0)
printf("%d child %4d %4d %4d/n",i,getppid(),getpid(),fpid);
else
printf("%d parent %4d %4d %4d/n",i,getppid(),getpid(),fpid);
}
return 0;
}
執行結果是：
i son/pa ppid pid fpid
0 parent 2043 3224 3225
0 child 3224 3225 0
1 parent 2043 3224 3226
1 parent 3224 3225 3227
1 child 1 3227 0
1 child 1 3226 0
這份程式碼比較有意思，我們來認真分析一下：
第一步：在父程序中，指令執行到for迴圈中，i=0，接著執行fork，fork執行完後，系統中出現兩個程序，分別是p3224和p3225（後面我都用pxxxx表示程序id為xxxx的程序）。可以看到父程序p3224的父程序是p2043，子程序p3225的父程序正好是p3224。我們用一個連結串列來表示這個關係：
p2043->p3224->p3225
第一次fork後，p3224（父程序）的變數為i=0，fpid=3225（fork函式在父程序中返向子程序id），程式碼內容為：
[c-sharp] view plain copy
for(i=0;i<2;i++){
pid_t fpid=fork();//執行完畢，i=0，fpid=3225
if(fpid==0)
printf("%d child %4d %4d %4d/n",i,getppid(),getpid(),fpid);
else
printf("%d parent %4d %4d %4d/n",i,getppid(),getpid(),fpid);
}
return 0;
p3225（子程序）的變數為i=0，fpid=0（fork函式在子程序中返回0），程式碼內容為：
[c-sharp] view plain copy
for(i=0;i<2;i++){
pid_t fpid=fork();//執行完畢，i=0，fpid=0
if(fpid==0)
printf("%d child %4d %4d %4d/n",i,getppid(),getpid(),fpid);
else
printf("%d parent %4d %4d %4d/n",i,getppid(),getpid(),fpid);
}
return 0;
所以打印出結果：
0 parent 2043 3224 3225
0 child 3224 3225 0
第二步：假設父程序p3224先執行，當進入下一個迴圈時，i=1，接著執行fork，系統中又新增一個程序p3226，對於此時的父程序，p2043->p3224（當前程序）->p3226（被建立的子程序）。
對於子程序p3225，執行完第一次迴圈後，i=1，接著執行fork，系統中新增一個程序p3227，對於此程序，p3224->p3225（當前程序）->p3227（被建立的子程序）。從輸出可以看到p3225原來是p3224的子程序，現在變成p3227的父程序。父子是相對的，這個大家應該容易理解。只要當前程序執行了fork，該程序就變成了父程序了，就打印出了parent。
所以打印出結果是：
1 parent 2043 3224 3226
1 parent 3224 3225 3227
第三步：第二步建立了兩個程序p3226，p3227，這兩個程序執行完printf函式後就結束了，因為這兩個程序無法進入第三次迴圈，無法fork，該執行return 0;了，其他程序也是如此。
以下是p3226，p3227打印出的結果：
1 child 1 3227 0
1 child 1 3226 0
細心的讀者可能注意到p3226，p3227的父程序難道不該是p3224和p3225嗎，怎麼會是1呢？這裡得講到程序的建立和死亡的過程，在p3224和p3225執行完第二個迴圈後，main函式就該退出了，也即程序該死亡了，因為它已經做完所有事情了。p3224和p3225死亡後，p3226，p3227就沒有父程序了，這在作業系統是不被允許的，所以p3226，p3227的父程序就被置為p1了，p1是永遠不會死亡的，至於為什麼，這裡先不介紹，留到“三、fork高階知識”講。
總結一下，這個程式執行的流程如下：
這個程式最終產生了3個子程序，執行過6次printf（）函式。
我們再來看一份程式碼：
[cpp] view plain copy
/*
* fork_test.c
* version 3
* Created on: 2010-5-29
* Author: wangth
*/
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int i=0;
for(i=0;i<3;i++){
pid_t fpid=fork();
if(fpid==0)
printf("son/n");
else
printf("father/n");
}
return 0;
}
它的執行結果是：
father
son
father
father
father
father
son
son
father
son
son
son
father
son
這裡就不做詳細解釋了，只做一個大概的分析。
for i=0 1 2
father father father
son
son father
son
son father father
son
son father
son
其中每一行分別代表一個程序的執行列印結果。
總結一下規律，對於這種N次迴圈的情況，執行printf函式的次數為2*（1+2+4+……+2N-1）次，建立的子程序數為1+2+4+……+2N-1個。(感謝gao_jiawei網友指出的錯誤，原本我的結論是“執行printf函式的次數為2*（1+2+4+……+2N）次，建立的子程序數為1+2+4+……+2N ”，這是錯的)
網上有人說N次迴圈產生2*（1+2+4+……+2N）個程序，這個說法是不對的，希望大家需要注意。
數學推理見http://202.117.3.13/wordpress/?p=81（該博文的最後）。
同時，大家如果想測一下一個程式中到底建立了幾個子程序，最好的方法就是呼叫printf函式列印該程序的pid，也即呼叫printf("%d/n",getpid());或者透過printf("+/n");來判斷產生了幾個程序。有人想透過呼叫printf("+");來統計建立了幾個程序，這是不妥當的。具體原因我來分析。
老規矩，大家看一下下面的程式碼：
[cpp] view plain copy
/*
* fork_test.c
* version 4
* Created on: 2010-5-29
* Author: wangth
*/
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main() {
pid_t fpid;//fpid表示fork函式返回的值
//printf("fork!");
printf("fork!/n");
fpid = fork();
if (fpid < 0)
printf("error in fork!");
else if (fpid == 0)
printf("I am the child process, my process id is %d/n", getpid());
else
printf("I am the parent process, my process id is %d/n", getpid());
return 0;
}
執行結果如下：
fork!
I am the parent process, my process id is 3361
I am the child process, my process id is 3362
如果把語句printf("fork!/n");註釋掉，執行printf("fork!");
則新的程式的執行結果是：
fork!I am the parent process, my process id is 3298
fork!I am the child process, my process id is 3299
程式的唯一的區別就在於一個/n回車符號，為什麼結果會相差這麼大呢？
這就跟printf的緩衝機制有關了，printf某些內容時，作業系統僅僅是把該內容放到了stdout的緩衝佇列裡了,並沒有實際的寫到螢幕上。但是,只要看到有/n 則會立即重新整理stdout,因此就馬上能夠列印了。
運行了printf("fork!")後,“fork!”僅僅被放到了緩衝裡,程式執行到fork時緩衝裡面的“fork!” 被子程序複製過去了。因此在子程序度stdout緩衝裡面就也有了fork! 。所以,你最終看到的會是fork! 被printf了2次！！！！
而執行printf("fork! /n")後,“fork!”被立即列印到了螢幕上,之後fork到的子程序裡的stdout緩衝裡不會有fork! 內容。因此你看到的結果會是fork! 被printf了1次！！！！
所以說printf("+");不能正確地反應程序的數量。
大家看了這麼多可能有點疲倦吧，不過我還得貼最後一份程式碼來進一步分析fork函式。
[cpp] view plain copy
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc, char* argv[])
{
fork();
fork() && fork() || fork();
fork();
return 0;
}
問題是不算main這個程序自身，程式到底建立了多少個程序。
為了解答這個問題，我們先做一下弊，先用程式驗證一下，到此有多少個程序。
[c-sharp] view plain copy
#include <stdio.h>
int main(int argc, char* argv[])
{
fork();
fork() && fork() || fork();
fork();
printf("+/n");
}
答案是總共20個程序，除去main程序，還有19個程序。
我們再來仔細分析一下，為什麼是還有19個程序。
第一個fork和最後一個fork肯定是會執行的。
主要在中間3個fork上，可以畫一個圖進行描述。
這裡就需要注意&&和||運算子。
A&&B，如果A=0，就沒有必要繼續執行&&B了；A非0，就需要繼續執行&&B。
A||B，如果A非0，就沒有必要繼續執行||B了，A=0，就需要繼續執行||B。
fork()對於父程序和子程序的返回值是不同的，按照上面的A&&B和A||B的分支進行畫圖，可以得出5個分支。
加上前面的fork和最後的fork，總共4*5=20個程序，除去main主程序，就是19個程序了。
三、fork高階知識
這一塊我主要就fork函式講一下作業系統程序的建立、死亡和排程等。因為時間和精力限制，我先寫到這裡，下次找個時間我爭取把剩下的內容補齊。