unix fork 命令只能返回一个孩子？答案

【问题标题】：unix fork command can return only one child?unix fork 命令只能返回一个孩子？
【发布时间】：2012-10-07 08:38:53
【问题描述】：

对于这样一个菜鸟问题，我很抱歉，但我不熟悉 Unix（系统调用）。我试图理解 fork 命令，我知道如果它的子进程或者返回子 id 的 pid，fork 命令返回 pid 0。我想知道一个进程一次只能有一个子进程并返回它的 pid 还是可以有多个子进程？（实际上我无法想象如果它有多个子进程，如何返回 pid 和哪个 pid？）

【问题讨论】：

标签： unix process fork

【解决方案1】：

Fork 不是 Unix 命令，而是在 fork(2) Posix 手册页中记录的 syscall。 Linux 手册页是 fork(2) -linux- 这里。

成功时，fork 系统调用返回两次：一次在（调用）父进程中（它给出子进程的pid），一次在新创建的子进程中（它给出 0） .否则，这两个进程是克隆的（一些 Linux 实现在 Linux 特定的clone(2) 系统调用之上实现了一个fork）并且正在执行具有几乎相同状态的相同程序（实际上是两个几乎相同的副本）。两个（父子）进程同时运行（作为内核调度的任务，可能在不同的处理器内核上并行运行）。

fork(2) 系统调用可能（很少）失败（例如，为了避免 fork bombs），例如当达到setrlimit(2) 系统调用设置的RLIMIT_NPROC 限制时。当它失败时，fork 系统调用返回 -1，你应该检查errno。检查每个系统调用的失败是一个好习惯，fork 也不例外。

Fork 是启动进程的常用方法，所有 [除了一些罕见的例外] 用户进程都是由一些 fork 系统调用（或类似 vfork(2) 或 clone(2) 的变体）启动的。特别是，当您在 shell（例如 /bin/bash 可能在终端模拟器中运行）中键入命令（例如 ls 或 date）时，shell 通常是 fork-ing 本身，然后是 execve -ing 所需的程序（例外是像cd 这样的shell 内置程序）。

^{请注意，Linux 系统上的几乎所有进程都是由fork 创建的。例外是内核启动的进程，如 /sbin/init 或 /sbin/modprobe ...}

您可以多次调用fork（典型的shell 实现对每个命令都执行此操作，除了像cd 这样的内置命令；您可能想研究像sash 或@987654357 这样的免费软件shell 的源代码@)。您最终应该使用wait(2) 或waitpid(2) 系统调用等待子进程。进程可以使用execve(2) 系统调用更改其可执行文件和地址空间。它的address space 可以使用mmap(2) 和相关的系统调用进行更改。

您可能想使用strace -f 来了解进行了哪些系统调用，例如通过一些外壳。

我强烈建议阅读Advanced Unix Programming 和Advanced Linux programming 书籍（后者可在线获得一些免费许可证）。

【讨论】：

看了两遍没看懂fork的用法。如果我们只有两个相同的进程副本并且一次可以使用一个，为什么我们不使用父进程来做我们想做的事情呢？为什么我们要复制相同的流程？
因为fork 是创建新进程的唯一方法。（有一些奇怪的罕见例外，但你可以先忽略它们）。在大多数 Unix 系统上，所有进程都是 pid 1 的 /sbin/init 进程的后代，并且由 fork 启动
我不能在父进程中执行我想要的吗？（对不起，如果问题太基本......）
是的，你可以在父进程和子进程中做你想做的事。您通常必须在分叉之前设置共享资源（如pipe(2)）。您最终会更好地 wait 父母中的孩子（或者您可能会在 Joachim 的回答中提到 僵尸进程。请阅读我在回答中给出的参考资料。

【解决方案2】：

对fork() 的每次调用都会创建一个子进程，并且只返回该单个进程的 PID，但没有什么能阻止您多次调用 fork() 以创建多个子进程。

不要忘记wait() or waitpid() 让您的分叉子进程退出，否则您可能会得到zombie processes 闲逛。

【讨论】：

如果我多次调用 fork 一次又一次，为了创建新的子进程，父进程是否应该等待子进程完成？
@KaaN 您可以 fork() 任意数量的子进程，是的，您应该等待它们退出，否则它们会继续闲逛。你可以做阻塞或非阻塞，所以你不需要真正停止你的父进程来等待。
非常感谢。如果我没有误解，我应该检查它的父进程还是子进程来创建新的。
@KaaN 如果 fork() 返回任何值！= 0，则您在父进程中，如果返回 0，则您在子进程中。与返回两次的单个调用有点混淆，每个进程一次 :) 父级需要等待其子级终止，子级不必知道有关其父级的任何信息。请记住检查父级中的返回值
你能看看我也问过的巴兹尔回答下面的问题吗？

【解决方案3】：

与其他人的答案相同，但有所不同：如果每个进程只能创建一个子进程（只使用一次 fork()），那么这对进程的 lineage 意味着什么？这意味着只有一行，比如init -> login -> shell -> ls。你想要这样的系统吗？你的结论是什么？

【讨论】：

我只能想象这样简化了系统的使用……其实是不是像你的例子那样跑在后面
嗯，它本质上是一个单用户、单任务系统。简单，但在当今世界并不令人满意......
那么它在 x64 系统上是否会发生变化（是否相关）？还是我想的离主题太远了
@KaaN：我认为你很困惑。 32/64 位与什么/何时/如何分叉返回有什么关系？您可以根据需要多次 fork()，从而创建任意的兄弟树。
我想是的。我应该先阅读 Basile 的参考资料。感谢您的回答感谢它:)