Fork System Call Linux

การเรียกระบบ fork ถูกใช้เพื่อสร้างกระบวนการใหม่ กระบวนการที่สร้างขึ้นใหม่เป็นกระบวนการลูก กระบวนการที่เรียกใช้ fork และสร้างกระบวนการใหม่เป็นกระบวนการหลัก กระบวนการลูกและพาเรนต์ถูกดำเนินการพร้อมกัน

แต่โปรเซสลูกและพาเรนต์อยู่บนพื้นที่หน่วยความจำที่ต่างกัน พื้นที่หน่วยความจำเหล่านี้มีเนื้อหาเหมือนกัน และการดำเนินการใดๆ ที่ดำเนินการโดยกระบวนการหนึ่งจะไม่ส่งผลต่ออีกกระบวนการหนึ่ง

เมื่อกระบวนการลูกถูกสร้างขึ้น ตอนนี้ทั้งสองกระบวนการจะมีตัวนับโปรแกรม (PC) เหมือนกัน ดังนั้นกระบวนการทั้งสองนี้จะชี้ไปที่คำสั่งถัดไปเดียวกัน ไฟล์ที่เปิดโดยกระบวนการหลักจะเหมือนกันสำหรับกระบวนการลูก

กระบวนการลูกเหมือนกันทุกประการกับกระบวนการหลัก แต่มีความแตกต่างใน ID กระบวนการ:

1. ID กระบวนการของกระบวนการย่อยคือ ID กระบวนการที่ไม่ซ้ำกันซึ่งแตกต่างจาก ID ของกระบวนการอื่นๆ ที่มีอยู่ทั้งหมด
2. รหัสกระบวนการหลักจะเหมือนกับรหัสกระบวนการของกระบวนการหลักของเด็ก

คุณสมบัติของกระบวนการลูก

ต่อไปนี้คือคุณสมบัติบางอย่างที่กระบวนการลูกเก็บไว้:

1. ตัวนับ CPU และการใช้ทรัพยากรถูกเตรียมใช้งานเพื่อรีเซ็ตเป็นศูนย์
2. เมื่อโปรเซสพาเรนต์ถูกยกเลิก โปรเซสลูกจะไม่รับสัญญาณใดๆ เนื่องจากแอตทริบิวต์ PR_SET_PDEATHSIG ใน prctl() ถูกรีเซ็ต
3. เธรดที่ใช้เรียก fork() สร้างโปรเซสลูก ดังนั้นที่อยู่ของกระบวนการย่อยจะเหมือนกับที่อยู่ของผู้ปกครอง
4. file descriptor ของโปรเซสพาเรนต์ถูกสืบทอดโดยโปรเซสลูก ตัวอย่างเช่น ออฟเซ็ตของไฟล์หรือสถานะของแฟล็กและแอ็ตทริบิวต์ I/O จะถูกแบ่งใช้ระหว่างตัวอธิบายไฟล์ของโปรเซสลูกและพาเรนต์ ดังนั้น file descriptor ของ parent class จะอ้างถึง file descriptor เดียวกันกับคลาสย่อย
5. ตัวบอกคิวข้อความที่เปิดอยู่ของโปรเซสพาเรนต์ถูกสืบทอดโดยโปรเซสลูก ตัวอย่างเช่น หาก file descriptor มีข้อความในกระบวนการหลัก ข้อความเดียวกันจะปรากฏในตัวอธิบายไฟล์ที่เกี่ยวข้องของกระบวนการย่อย ดังนั้นเราจึงสามารถพูดได้ว่าค่าแฟล็กของ file descriptor เหล่านี้เหมือนกัน
6. สตรีมไดเร็กทอรีแบบเปิดในทำนองเดียวกันจะได้รับการสืบทอดโดยกระบวนการลูก
7. ค่าหย่อนตัวจับเวลาเริ่มต้นของคลาสย่อยจะเหมือนกับค่าหย่อนตัวจับเวลาปัจจุบันของคลาสหลัก

คุณสมบัติที่ไม่ได้รับการสืบทอดโดยกระบวนการลูก

ต่อไปนี้เป็นคุณสมบัติบางอย่างที่ไม่ได้รับการสืบทอดโดยกระบวนการลูก:

1. ล็อคหน่วยความจำ
2. สัญญาณที่รอดำเนินการของคลาสย่อยว่างเปล่า
3. ประมวลผลการล็อกบันทึกที่เกี่ยวข้อง (fcntl())
4. การดำเนินการ I/O แบบอะซิงโครนัสและเนื้อหา I/O
5. การแจ้งเตือนการเปลี่ยนแปลงไดเรกทอรี
6. ตัวจับเวลาเช่น alarm(), settimer() ไม่ได้รับการสืบทอดโดยคลาสย่อย

fork() ใน C

ไม่มีอาร์กิวเมนต์ใน fork() และประเภทส่งคืนของ fork() เป็นจำนวนเต็ม คุณต้องรวมไฟล์ส่วนหัวต่อไปนี้เมื่อใช้ fork():

เมื่อทำงานกับ fork() สามารถใช้กับ type pid_t สำหรับ ID กระบวนการตาม pid_t ถูกกำหนดใน.

ไฟล์ส่วนหัวเป็นที่ที่ fork() ถูกกำหนด ดังนั้นคุณต้องรวมไว้ในโปรแกรมของคุณเพื่อใช้ fork()

มีการกำหนดประเภทการส่งคืนและการเรียก fork() ถูกกำหนดใน ดังนั้น คุณต้องรวมทั้งสองไว้ในโปรแกรมของคุณเพื่อใช้การเรียกระบบ fork()

ไวยากรณ์ของ fork()

ไวยากรณ์ของการเรียกระบบ fork() ใน Linux, Ubuntu มีดังนี้:

ในไวยากรณ์ประเภทการส่งคืนคือ pid_t . เมื่อสร้างกระบวนการลูกสำเร็จแล้ว PID ของกระบวนการลูกจะถูกส่งกลับในกระบวนการหลัก และ 0 จะถูกส่งคืนไปยังกระบวนการลูกเอง

หากมีข้อผิดพลาดใด ๆ -1 จะถูกส่งคืนไปยังกระบวนการหลักและกระบวนการลูกจะไม่ถูกสร้างขึ้น

No arguments are passed to fork(). 

ตัวอย่างที่ 1: การเรียก fork()

พิจารณาตัวอย่างต่อไปนี้ซึ่งเราใช้การเรียกระบบ fork() เพื่อสร้างกระบวนการลูกใหม่:

รหัส:

เอาท์พุท:

ในโปรแกรมนี้ เราใช้ fork() ซึ่งจะสร้างโปรเซสลูกใหม่ เมื่อกระบวนการลูกถูกสร้างขึ้น ทั้งกระบวนการหลักและกระบวนการลูกจะชี้ไปที่คำสั่งถัดไป (ตัวนับโปรแกรมเดียวกัน) ด้วยวิธีนี้คำสั่งที่เหลือหรือคำสั่ง C จะถูกดำเนินการตามจำนวนครั้งของกระบวนการทั้งหมด นั่นคือ 2^NSครั้ง โดยที่ n คือจำนวนการเรียกของระบบ fork()

ดังนั้นเมื่อใช้การเรียก fork() ครั้งเดียวตามข้างบน (2¹= 2) เราจะได้ผลลัพธ์ 2 ครั้ง

ที่นี่เมื่อใช้การเรียกระบบ fork() โครงสร้างภายในจะมีลักษณะดังนี้:

พิจารณากรณีต่อไปนี้ที่ใช้ fork() 4 ครั้ง:

รหัส:

เอาท์พุท:

Using fork() system call Using fork() system call Using fork() system call Using fork() system call Using fork() system call Using fork() system call Using fork() system call Using fork() system call Using fork() system call Using fork() system call Using fork() system call Using fork() system call Using fork() system call Using fork() system call Using fork() system call Using fork() system call 

ตอนนี้จำนวนกระบวนการทั้งหมดที่สร้างขึ้นคือ2⁴= 16 และเราได้ดำเนินการสั่งพิมพ์ของเรา 16 ครั้ง

ตัวอย่างที่ 2: การทดสอบว่า fork() สำเร็จหรือไม่

ในตัวอย่างต่อไปนี้ เราได้ใช้โครงสร้างการตัดสินใจเพื่อทดสอบค่า (int) ที่ส่งคืนโดย fork() และข้อความที่เกี่ยวข้องจะปรากฏขึ้น:

รหัส:

เอาท์พุท:

ในตัวอย่างข้างต้น เราได้ใช้ประเภท pid_t ซึ่งจะเก็บค่าส่งคืนของ fork() fork() ถูกเรียกในบรรทัด:

ดังนั้นค่าจำนวนเต็มที่ส่งคืนโดย fork() จะถูกเก็บไว้ใน p จากนั้น p จะถูกเปรียบเทียบเพื่อตรวจสอบว่าการโทร fork() ของเราสำเร็จหรือไม่

เมื่อใช้การเรียก fork() และสร้าง child สำเร็จแล้ว id ของโปรเซสลูกจะถูกส่งกลับไปยังโปรเซสพาเรนต์ และ 0 จะถูกส่งคืนไปยังโปรเซสลูก ID ของโปรเซสลูกในกระบวนการพาเรนต์จะไม่เหมือนกับ ID ของโปรเซสลูกในโปรเซสลูกเอง ในกระบวนการย่อย ID ของกระบวนการย่อยจะเป็น 0

ด้วยบทช่วยสอนนี้ คุณสามารถดูวิธีเริ่มต้นใช้งาน fork system call ใน linux