在 C 中控制分叉答案

【问题标题】：Controlling Forks in C在 C 中控制分叉
【发布时间】：2009-08-06 13:00:47
【问题描述】：

我有一个如下所示的 C 文件：

#include <stdio.h> 
#include <sys/types.h> 
#include <unistd.h> 
int main () 
{ 
    pid_t child_pid; 
    printf ("The PID is %d\n", (int) getpid ()); 
    child_pid = fork (); 
    if (child_pid != 0)
    { 
        printf ("this is the parent process, with PID %d\n", 
        (int)getpid()); 
        printf ("the child's PID is %d\n", (int) child_pid); 
    } 
    else 
        printf ("this is the child process, with PID %d\n", 
        (int)getpid()); 
    return 0; 
}

我需要修改它以生成一个看起来像这样的层次结构

parent (0)
  |
  +---> child (1)
  |
  +---> child (2)
          |
          +----> child (3)
          |
          +----> child (4)
                  |
                  +----> child (5)
                  |

基本上是一个树结构，其中每个第二个孩子产生两个新孩子。据我了解，当我fork()一个进程时，每个进程都会同时运行。在if 语句中添加fork() 似乎可以正常工作并正确创建进程0 到2，因为只有父进程会创建一个新的fork。但我不知道如何制作流程 2 的 fork 而不是 1。有什么想法吗？

【问题讨论】：

你考虑过这个过程的限制吗？什么时候停止，为什么？它将对操作系统做什么？（在 unix 派生系统上，请考虑阅读 ulimit 的手册页。）只是想提供帮助。

标签： c tree fork

【解决方案1】：

那么，进程 1 将由第一个分叉创建。进程 2 将由 if 语句中的 fork 创建。所以要让进程 2 也分叉，如果第二个分叉没有返回 0，则在 if 语句中再次分叉。

插图：

if(fork) {
    // Inside process 0
    if(fork) {
        // still in process 0
    } else {
        // in process 2
        if(fork) {
          // still in process 2
        } else {
          // in prcess 3
        }
        // and so on
    }
} else {
    // Inside process 1
}

【讨论】：

【解决方案2】：

孩子在分叉时获得父母状态的副本。

因此，如果父级具有计数器或其他属性，则子级将在它们被分叉时看到该值（但如果父级随后更改它，则不会看到）。

【讨论】：

【解决方案3】：

我不知道你为什么要这样做，但通常只有父进程执行分叉。这也可能更容易设计。当您在 for 循环中执行 fork() 时，您将可以直接控制创建的进程。

请注意 fork() 是一个相对昂贵的操作，尤其是如果您想创建许多进程。有更轻量级的替代品 vfork 和线程可用，但我无法判断它们是否也符合您的需求。

【讨论】：

任何进程都可以分叉，甚至是子进程。事实上，这就是分叉炸弹的编写方式，每个进程分叉另外两个，直到系统被淹没。
这只是一个练习——我绝不会心甘情愿地做这么奇怪的事情:)

【解决方案4】：

一个老问题，但仍然很有趣。 man page for fork() 告诉我们返回值：

成功时，父进程返回子进程的PID，子进程返回0。失败时，在父进程中返回 -1，不创建子进程，并适当设置 errno。

所以我们知道fork()返回一个0给孩子，我们可以用它作为控制机制：

int main()
{
   // Here we're in the parent (0) process

   if(fork())  // This starts the chain, only the parent will do this
    if(!fork()) //the child will pass this, the parent will skip it
     for(count = 0; counter < number_of_processes; counter++) //now the 2nd child loops
     {
         if(fork())
             if(!fork());
         else
             break;
     }

让我们给它一些数字：

//parent (18402)
if(fork()) // spawns 18403, parent 18402 keeps going
  if(!fork()) // spawns 18404, parent 18402 drops to the end of main()
    for(count = 0; count < number_of_processes; conter++) // 18404 enters here
      if(fork())  // 18404 forks 18405 and then goes on
        if(!fork());  // 18404 spawns 18406 before leaving, 18406 restarts the loop
        else
          break; // 18404 breaks out there
      else
          break; //18405 leaves the loop here

所以在一次迭代之后，我们有：

  18402
    |
    +---> 18403
    |
    +---> 18404
            |
            +----> 18405
            |
            +----> 18406
                     |

在此之后，我们将继续循环两个新进程，其中第二个进程将继续迭代，直到您完成所需次数为止。

【讨论】：