一道关于 fork 的笔试题

题目

阅读下面的代码，显示终端会打印出几个 hello world？

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>int main()
{fork();fork();fork();printf("hello world\n");exit(0);
}

答案是多少呢？我们一起分析一下。

原理分析

关于 fork

fork() 函数会创建一个新的子进程。子进程得到与父进程用户级虚拟地址空间相同的一份副本，包括代码段数据段、堆、共享库、用户栈等。

fork 调用一次，返回两次：一次是返回到父进程。一次是返回到新创建的子进程。调用返回后，父进程和子进程各自继续执行后边的指令。

父进程和子进程并发独立运行，内核能够以任意方式交替执行它们的指令。

父进程和子进程有相同但是独立的地址空间。

父进程和子进程之间共享文件。即子进程会继承父进程所有打开的文件。

fork 嵌套分析

我们可以通过画图，来理解带有嵌套 fork 调用的程序。

为了方便看出是哪个 fork 执行，在图中用标号进行了标注。

第一个 fork 执行了 1 次。第二 fork 执行了 2 次，第三个 fork 执行了 4 次。最终有 8 个进程运行程序。

从而 printf 函数被调用了 8 次。

结果

根据以上分析可知，代码最终打印 8 次 hello world。

我们可以在 PC 上验证一下，编译、执行后的输出结果：

$ gcc fork.c
$ ./a.out
hello world
hello world
hello world
hello world
hello world
hello world
hello world
hello world

实际结果与分析相同。

看来 fork() 不仅要会用，还要理解其背后的原理，还有就是掌握分析问题的方法。

如此，才能在遇到的问题的时候，从容不迫。

加油~

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