运行 fork() 时子进程接管父进程答案

【问题标题】：Child process takes over parent process when running fork()运行 fork() 时子进程接管父进程
【发布时间】：2019-10-15 02:22:17
【问题描述】：

我在尝试通过 execvp() 运行多个命令时遇到问题。为此，我有一个 while 循环遍历每个命令，解析它，然后调用一个函数来使用 fork + exec。

问题是，我将运行 fork + exec，当我等待 exec 通过时，父级运行并继续到第二个循环，即。第二个命令。但是，据我了解，发生的情况是上一个循环中的子进程接管，突然间，子进程就是当前进程。

如何在子进程中运行进程，但在父进程中保持控制？我在 SO 上看到的所有示例都是父进程在继续之前等待子进程终止，但我在这个分配中没有选择 - 我应该让子进程保持运行并稍后检查看看它们是否还在运行。

这是我思考过程的一些伪代码：

funct forkprocess() {
   //call fork
   //call execvp within child process, let process run and return control to parent
       //if execvp failed, kill child process
   //return child pid
}

int main() {
   while(not end of file containing list of commands) :
      //parse command for execvp call
      //call forkprocess() to run process
      //if childpid is returned, report it and store pid
      //else, report failure
   }
}

我的输出接近于以下：

\\parent PID is printed
\\any code outside the if-else ladder for fork is printed
\\it jumps back to main and prints any statements there

[jumps to next iteration in loop, ie. the next command]

\\child PID is printed
\\parent PID is printed
\\any code outside the if-else ladder for fork is printed
\\it jumps back to main and prints any statements there
\\child PID is printed

【问题讨论】：

How do you run a process in the child process, but maintain control in the parent? 。这意味着什么？ “控制”是什么意思？您是否试图确保父母不会让出处理器？您是否试图确保在创建所有孩子之前不会开始执行第一个孩子？您是否试图确保所有孩子都按特定顺序运行？
“当前进程”是什么意思？如果您有多个处理器，并且多个子进程处理所有正在运行并将数据写入您的 tty ......那么您将获得交错输出。听起来您正在寻找一种同步机制。
在fork() 调用中，我尝试在子进程中调用exec()，exec() 是我尝试运行的命令（例如ls a）。但是，我只想运行exec()，然后返回父进程继续运行更多子进程以获取我拥有的更多命令。同时，子进程只是在后台继续运行。希望这是有道理的，我无法解释它。
调用fork后，父子进程同时运行。如果孩子执行“ls”，那么它会将输出写入其标准输出，这可能是您调用程序的终端。父级仍在运行（除非它因某种原因退出）并产生更多子级。仅仅因为孩子正在向 tty 写入输出并不意味着它已经“接管[n]”。
你所说的某些东西引起了点击，所以我回去修复了一些东西。现在我可以看到您所指的行为。现在的问题似乎是在while 循环的第一次运行中，它似乎只通过了父代码时钟。直到第二次运行 while 循环（应该用于第二个命令），第一次运行的子进程才开始运行。有什么办法可以解决这个延迟吗？

标签： c process fork execvp waitpid

【解决方案1】：

您需要确保 exec 仅在子级中调用，而不是在父级中调用。当fork() 返回时，它会这样做两次（一次在子级中，一次在父级中），并返回以下values：

如果我们在父节点中，则非零（子节点的 PID）。我们可以使用这个 PID 来等待子进程使用waitpid 终止。
如果我们在孩子中，则为零。
如果 fork 失败则为负（在这种情况下，它只返回一次，在父进程中，因为无法创建子进程）

您可能需要考虑使用以下结构：

int pid = fork();
if(pid < 0) {
    perror("fork"); // remember to error check!
} else if (pid == 0) {
    // We are in the child
    // ...
    if(execvp(...) < 0) {
        perror("exec");
    }
} else {
    // We are in the parent; wait for the child to terminate using waitpid if desired.
    waitpid(...);
}

为简单起见，我将waitpid 调用包括在此处；由于您的任务要求您保持子进程运行，您可以稍后使用该函数或通过处理 SIGCHLD 来检查它们的状态。

【讨论】：

感谢您的回答！我已经在我的代码中做到了这一点——我使用了waitpid() 和WNOHANG 选项，所以我不必等待子进程。据我所知，子进程不会终止。在这种情况下如何运作？
@B.M.Corwen 如果没有子进程退出并且您调用waitpid(0, &status, WNOHANG)，它将立即返回零（如果子进程确实已终止，则与子 PID 相反）：man7.org/linux/man-pages/man2/waitpid.2.html#RETURN_VALUE。我认为尝试将 fork+exec 与等待孩子的步骤结合起来可能会产生一些混乱；根据您的描述，问题出在前者而不是后者。
对不起，我还是不太明白。在我调用 fork 的函数中，我实际上已经按照您上面建议的方式构建了我的代码，但我仍然遇到子进程接管的问题。虽然控件最终会回到父级，但存在一个延迟，执行程序似乎直到下一个循环才运行，我已经应该在下一个循环中测试下一个命令。有什么方法可以解决这个问题吗？
Exec 也可能失败

【解决方案2】：

int main(int argc, char ** argv) {
    int status;

    if((waitpid(fork(), &status, 0)) == -1) {
       execvp(...);
       /* print error */
       exit(1);
    }
    return 0;
}

感谢提问，如果fork直接传入waitpid，父进程会等待，同时子进程会执行exec，成功退出线程，失败返回，继续打印错误退出。这对于一次执行多个功能非常有帮助...

int main(int argc, char ** argv) {
    int *status = malloc(sizeof(int) * (argc - 1));
    int i = 0;

    while(((waitpid(fork(), &status[i++], 0)) == -1) || i < argc) {
       execvp(argv[i], &argv[i + 1]);
       /* print error */
       exit(1);
    }
    return 0;
}

【讨论】：