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【linux 多进程并发】0201 Linux进程fork内存空间，父子进程变量内存地址居然是一样的

news 2025/1/11 10:15:25

0201 Linux进程fork方式详解

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文章目录

0201 Linux进程fork方式详解
一、概述
二、创建进程
- 2.1 测试程序
- 2.2 查看进程信息
三、进程内存空间
- 3.2 变量空间用例
- 3.2 验证分析
四、总结
结尾

一、概述

在Linux系统中提供了多个创建进程的API接口，以不同的方式来创建进程，

比如fork, vfork, exe系列接口，还有clone，使用之前博文《linux 进程创建的五种方法fork/vfork/execv/clone》之中已经介绍，

本文对于常用的fork方式，从进程的内存空间，生命周期，资源管理等方面详细分析，有更深的理解，在设计并发任务时有更加清晰的架构选择。

二、创建进程

通过fork创建进程，经过fork调用之后，就非常有意思了，程序被分叉为两个进程了，形成了父子两个进程，而fork会在父子进程中返回不同的值。

在这里插入图片描述

在父进程中返回子进程的pid，而在子进程中返回值为0。

2.1 测试程序

下面我们写一个测试程序，通过前面介绍的查看进程的方法来看一下进程的情况。

/** ex020101_fork.c*/
#include <stdio.h>#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>#include <errno.h>
#include <string.h>int main(int argc ,char *argv[])
{int pid = -1;pid = fork();if(pid == 0){// in childprintf("here in child ,my pid is %d\n", getpid());sleep(10);}else if(pid > 0){// in parentprintf("here in parent, my pid %d, child pid is %d\n", getpid(), pid);sleep(10);}else{// errorprintf("fork error[%s]\n",strerror(errno));}return 0;
}

2.2 查看进程信息

事先打开两个终端，一个用于运行测试程序，一个用于查看进程信息。

在终端一上运行程序。

[senllang@hatch ex_0201]$ gcc ex020101_fork.c -o ex020101
[senllang@hatch ex_0201]$ ./ex020101
here in parent, my pid 56657, child pid is 56658
here in child ,my pid is 56658

程序运行后，可以看到进入了父子进程中，分别打印了信息，之后为睡眠10秒的时间，如果来不及查看，可以调大时间。

在终端二上查看

[senllang@hatch ex_0201]$ ps -ef|grep ex0201|grep -v grep
senllang   56657   55956  0 08:28 pts/0    00:00:00 ./ex020101
senllang   56658   56657  0 08:28 pts/0    00:00:00 ./ex020101

通过ps命令可以查看两个进程，第二列是PPID 父进程PID，第三列是当前进程的PID。

第一行是子进程，它的进程号为55956, 第二行为父进程，也就是主程序运行的进程，进程号为 56657, 它的父进程为当前的终端进程。

三、进程内存空间

内存空间在进程之间是完全独立的，通过fork创建的父子进程也是这样吗？

这里通过一组测试来看一下，在上面的例子中增加变量查看内存空间变化。

3.2 变量空间用例

在上一例子中，增加了全局变量和动态分配内存的变量，观察如下内容：

分别在父子进程中查看它们的值和地址；
修改变量的值，观察它们在父子进程中的变化；

3.2 验证分析

验证代码如下：

/** ex020102_forkvar.c*/
#include <stdio.h>#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>#define MAX_PROMPT_LEN 64int g_flag = 1;int main(int argc ,char *argv[])
{int pid = -1;char *prompt = NULL;prompt = (char*)malloc(MAX_PROMPT_LEN);if(NULL == prompt){printf("memory maybe not enogh.\n");return -1;}strncpy(prompt, "I am a starting process.", MAX_PROMPT_LEN);printf("g_flag:%d, addr:%p; prompt:%s , addr:%p\n", g_flag, &g_flag, prompt, prompt);pid = fork();if(pid == 0){// in childprintf("here in child ,my pid is %d\n", getpid());printf("[pid:%d] g_flag:%d, addr:%p; prompt:%s , addr:%p\n", getpid(), g_flag, &g_flag, prompt, prompt);g_flag = 2;free(prompt);prompt = NULL;sleep(10);}else if(pid > 0){// in parentprintf("here in parent, my pid %d, child pid is %d\n", getpid(), pid);printf("[pid:%d] g_flag:%d, addr:%p; prompt:%s , addr:%p\n", getpid(), g_flag, &g_flag, prompt, prompt);sleep(10);}else{// errorprintf("fork error[%s]\n",strerror(errno));}printf("[pid:%d] g_flag:%d, addr:%p; prompt:%s , addr:%p\n", getpid(), g_flag, &g_flag, prompt, prompt);if(NULL != prompt)free(prompt);return 0;
}

运行结果

编译生成可执行文件

[senllang@hatch ex_0201]$ gcc ex020102_forkvar.c -o ex020102

运行测试程序

[senllang@hatch ex_0201]$ ./ex020102
g_flag:1, addr:0x60106c; prompt:I am a starting process. , addr:0x9372a0
here in parent, my pid 57198, child pid is 57199
[pid:57198] g_flag:1, addr:0x60106c; prompt:I am a starting process. , addr:0x9372a0
here in child ,my pid is 57199
[pid:57199] g_flag:1, addr:0x60106c; prompt:I am a starting process. , addr:0x9372a0
[pid:57198] g_flag:1, addr:0x60106c; prompt:I am a starting process. , addr:0x9372a0
[pid:57199] g_flag:2, addr:0x60106c; prompt:(null) , addr:(nil)