fork() 到底发生了什么？答案

【问题标题】：What exactly happens with fork()?fork() 到底发生了什么？
【发布时间】：2012-02-21 14:08:00
【问题描述】：

int main(){

    char ch;

    fork();

    cin >> c;
}

在调用 fork() 之后，我应该有 2 个运行相同代码的确切进程。为什么在运行这个简单的例子之后，我要么被要求输入一个字符一次，要么两次？每次我运行这个程序时，系统不应该期待 2 个输入吗？

>./a.out 
a
>./a.out
a
b
>

【问题讨论】：

这不是 C 代码，您使用的是 C++ 运算符，因此我们这些不会说 C++ 的人无法帮助您。
第二个进程很有可能获得您在a 之后输入的\n 字符。尝试将ch 的类型更改为std::string，看看会发生什么。
我刚做了，效果一样。
另一个进程可能作为单独的“作业”运行，因为它不仅仅是一个线程，而是一个成熟的进程。见here。因此，尝试暂停活动作业 (Ctrl+Z)，然后使用 jobs -l 列出作业并尝试将另一个作业带到前台 fg 2（而不是 2 使用另一个作业的 job_id）。

【解决方案1】：

您有两个进程同时从终端读取。任何人都可以猜测哪个进程获得输入。

如果你有两个进程从同一个终端读取，你不应该期望一致的行为。

【讨论】：

注意第一种情况，第二个进程迟早会得到一行输入。在 shell 提示符之后，也许；在这种情况下，它似乎会从 shell 中窃取一行。
@James 我对此表示怀疑：父进程将关闭，子进程也会关闭，即使它没有收到它要请求的输入。
@Cookie503 父进程无法关闭子进程中打开的 fd。问题是这个 fd 指向哪里。如果它指向物理终端（实际设备），则该设备保持打开状态。如果它指向逻辑终端（窗口、远程登录等），则逻辑设备保持打开状态，但它指向的位置或它对未来 IO 的反应方式可能会发生变化，例如会话组已更改。
@Cookie503：“这实际上导致了相同情况的重复，shell 和子进程争夺输入。”
@Cookie503 是的。一旦你分叉，你就有两个打开的 fd 的“副本”。关闭一个只会关闭那个，而不是两个。

【解决方案2】：

当调用 fork() 时，操作系统通常会复制执行程序的整个内存空间（有点）。然后两个程序都运行。唯一不同的是，在“新”进程中，fork() 返回 0，而在“旧”进程中，它返回新进程的进程 ID。

只要求您输入一个输入的原因是其中一个程序正在后台运行。命令行 shell 一次只为一个进程执行 I/O。

【讨论】：

【解决方案3】：

fork() 创建一个子进程。

但未确定哪个进程（在父进程和新出生的子进程中）获得 CPU 片。当两个进程都被阻止键盘输入时，孩子或父母都可以得到输入。如果父级获得令牌，它将输入读取到其地址空间中定义的变量中并退出。而且孩子永远没有机会从输入中阅读。然后这个孤立的子进程将被“根”进程（pid = 1）采用。见ps 输出。

在另一种情况下，孩子获取令牌并读取数据并退出，父母仍然活着，因此再次阻塞输入。

【讨论】：

即使父级退出，子级仍然应该属于同一个终端组，不是吗？（我不确定。我在这个级别工作已经有一段时间了。）在这种情况下，它迟早会得到一条线——它不再与已退出的父级竞争，而是与外壳竞争.

【解决方案4】：

在 fork() 之后包含一个 wait() 并尝试。

【讨论】：