在閱讀這篇文章的時候我希望長話短說，需要你事先接收一個觀點，那就是：我們的操作系統(tǒng)就是一堆進程，每一個進程都是由已有的進程創(chuàng)造出來的。

以linux操作系統(tǒng)為例，在啟動之后第一個誕生的進程是PID為0的名叫“idle”的進程，后續(xù)所有的進程都是由它通過fork()創(chuàng)建的，包括我們熟知的PID為1的“init”進程。也許一杯咖啡的時間，等系統(tǒng)完全啟動，我們可以登錄以后，在命令行執(zhí)行我們自己寫的程序，這又是通過終端進程創(chuàng)建了新的進程。這就是在前面所說的操作系統(tǒng)的運行就是進程的不斷創(chuàng)建和銷毀的過程。

在linux系統(tǒng)函數(shù)中，fork()是用來創(chuàng)建新的子進程的函數(shù)。根據(jù)linux編程手冊，在fork函數(shù)執(zhí)行完畢后，如果創(chuàng)建新進程成功，則出現(xiàn)兩個進程，一個是子進程，一個是父進程。在子進程中，fork函數(shù)返回0，在父進程中，fork返回新創(chuàng)建子進程的進程ID。我們可以通過fork返回的值來判斷當前進程是子進程還是父進程。

需要注意的是，在fork之后兩個進程用的是相同的物理空間(內(nèi)存區(qū))，子進程的代碼段、數(shù)據(jù)段、堆棧都是指向父進程的物理空間，也就是說，兩者的虛擬空間不同，其對應的物理空間是一個。這是出于效率的考慮，在linux中被稱為“寫時復制”（COW）技術(shù)，只有當父子進程中有更改相應段的行為發(fā)生時，再為子進程相應的段分配物理空間。另外fork之后內(nèi)核會將子進程排在隊列的前面，以讓子進程先執(zhí)行，以免父進程執(zhí)行導致寫時復制，而后子進程執(zhí)行exec系統(tǒng)調(diào)用，因無意義的復制而造成效率的下降。

有關(guān)父子進程和fork的概念介紹完了，在這里想繼續(xù)分享一道很有意思的筆試題。

寫出下面程序的運行結(jié)果：

int main()
{
       pid_t cld_pid;
       int status;
       int a=1,b=2;
       for(int i = 0; i < 2; i++ ){
              if ((cld_pid = fork()) == 0){
                     a+=1;
                     printf("a=%d\n",a);
              }
              else{
                     b+=1;
                     printf("b=%d\n",b);
              }
       }
       wait(&status);
       return 0;
}

這其實就是考察了如果一個進程在for循環(huán)進行fork，會產(chǎn)生什么樣的結(jié)果，哪些變量的值已經(jīng)改變，哪些變量的值沒有改變。

分析

實際上它的運行一共產(chǎn)生了三個子進程：

首先父進程fork出了子進程1，同時自己執(zhí)行了b自加和打印，得到“b=3”。此時在第一輪循環(huán)中，子進程1的變量分別為i=0，a=1，b=2。第二輪循環(huán)中，創(chuàng)建了子進程2，同時執(zhí)行b的自加和打印，得到“b=4”，耗盡循環(huán)條件。而子進程2的變量為i=1，a=1，b=3。

對于子進程1，會執(zhí)行a的自加和打印，得到“a=2”，完成第一輪循環(huán)。在第二輪循環(huán)中創(chuàng)建了子子進程1，并對b自加和打印，得到“b=3”。子子進程1的變量分別為i=1，a=2，b=2。

對于子進程2，會執(zhí)行a的自加和打印，得到“a=2”，然后由于i=1，結(jié)束。

對于子子進程1，會執(zhí)行a的自加和打印，得到“a=3”，而由于i已經(jīng)為1，再也沒有新的循環(huán)了。