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  • 编写一段程序,使用系统调用fork()创建两个子进程。当此程序运行时, 系统有一个父进程和两个子进程活动。 让每一个进程屏幕上显示一个字符:父进程显示“A”; 子进程分别显示字符“b”和“c”。试观察记录...
  • 前言:exce调用并不创建新进程,所以前后的进程ID并未改变,exec只是用一个全新的程序替换了...请不要,不能把握问题的原委的情况下就多线程程序fork子进程. 能引起什么问题呢? 那看看实例吧.一执行下面的代码,

    前言:exce调用并不创建新进程,所以前后的进程ID并未改变,exec只是用一个全新的程序替换了当前进程的正文、数据、堆和栈段

    多线程程序里不准使用fork :为什么???
    UNIX上C++程序设计守则3

    准则3:多线程程序里不准使用fork

    在多线程程序里,在”自身以外的线程存在的状态”下一使用fork的话,就可能引起各种各样的问题.比较典型的例子就是,fork出来的子进程可能会死锁.请不要,在不能把握问题的原委的情况下就在多线程程序里fork子进程.

    能引起什么问题呢?

    那看看实例吧.一执行下面的代码,在子进程的执行开始处调用doit()时,发生死锁的机率会很高.

    void* doit(void*) {
    static pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    struct timespec ts = {10, 0}; nanosleep(&ts, 0); // 10秒寝る
    // 睡10秒
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
    return 0;
    }

    int main(void) {
    pthread_t t;

        pthread_create(&t, 0, doit, 0);                                 // 做成并启动子线程
        if (fork() == 0) {
              //子进程
             //在子进程被创建的瞬间,父的子进程在执行nanosleep的场合比较多
              doit(0);
    
              return 0;
        }
        pthread_join(t, 0); //
         // 等待子线程结束
    

    }

    以下是说明死锁的理由:
    一般的,fork做如下事情

    1. 父进程的内存数据会原封不动的拷贝到子进程中
    2. 子进程在单线程状态下被生成

    在内存区域里,静态变量mutex的内存会被拷贝到子进程里.而且,父进程里即使存在多个线程,但它们也不会被继承到子进程里. fork的这两个特征就是造成死锁的原因.
    译者注: 死锁原因的详细解释 —

    1. 线程里的doit()先执行.
    2. doit执行的时候会给互斥体变量mutex加锁.
    3. mutex变量的内容会原样拷贝到fork出来的子进程中(在此之前,mutex变量的内容已经被线程改写成锁定状态).
      4.子进程再次调用doit的时候,在锁定互斥体mutex的时候会发现它已经被加锁,所以就一直等待,直到拥有该互斥体的进程释放它(实际上没有人拥有这个mutex锁).
      5.线程的doit执行完成之前会把自己的mutex释放,但这是的mutex和子进程里的mutex已经是两份内存.所以即使释放了mutex锁也不会对子进程里的mutex造成什么影响.

    例如,请试着考虑下面那样的执行流程,就明白为什么在上面多线程程序里不经意地使用fork就造成死锁了*3.

    1. 在fork前的父进程中,启动了线程1和2
    2. 线程1调用doit函数
    3. doit函数锁定自己的mutex
    4. 线程1执行nanosleep函数睡10秒
    5. 在这儿程序处理切换到线程2
    6. 线程2调用fork函数
    7. 生成子进程
    8. 这时,子进程的doit函数用的mutex处于”锁定状态”,而且,解除锁定的线程在子进程里不存在
    9. 子进程的处理开始
    10. 子进程调用doit函数
    11. 子进程再次锁定已经是被锁定状态的mutex,然后就造成死锁

    像这里的doit函数那样的,在多线程里因为fork而引起问题的函数,我们把它叫做”fork-unsafe函数”.反之,不能引起问题的函数叫做”fork-safe函数”.虽然在一些商用的UNIX里,源于OS提供的函数(系统调用),在文档里有fork-safety的记载,但是在 Linux(glibc)里当然!不会被记载.即使在POSIX里也没有特别的规定,所以那些函数是fork-safe的,几乎不能判别.不明白的话,作为unsafe考虑的话会比较好一点吧.(2004/9/12追记)Wolfram Gloger说过,调用异步信号安全函数是规格标准,所以试着调查了一下,在pthread_atforkの这个地方里有” In the meantime*5, only a short list of async-signal-safe library routines are promised to be available.”这样的话.好像就是这样.

    随便说一下,malloc函数就是一个维持自身固有mutex的典型例子,通常情况下它是fork-unsafe的.依赖于malloc函数的函数有很多,例如printf函数等,也是变成fork-unsafe的.

    直到目前为止,已经写上了thread+fork是危险的,但是有一个特例需要告诉大家.”fork后马上调用exec的场合,是作为一个特列不会产生问题的”. 什么原因呢…?exec函数*6一被调用,进程的”内存数据”就被临时重置成非常漂亮的状态.因此,即使在多线程状态的进程里,fork后不马上调用一切危险的函数,只是调用exec函数的话,子进程将不会产生任何的误动作.但是,请注意这里使用的”马上”这个词.即使exec前仅仅只是调用一回printf(“I’m child process”),也会有死锁的危险.
    译者注:exec函数里指明的命令一被执行,该命令的内存映像就会覆盖父进程的内存空间.所以,父进程里的任何数据将不复存在.

    本blog的理解:查看前面进程创建中,子进程在创建后,是写时复制的,也就是子进程刚创建时,与父进程一样的副本,当exce后,那么老的地址空间被丢弃,而被新的exec的命令的内存的印像覆盖了进程的内存空间,所以锁的状态无关紧要了。
    如何规避灾难呢?
    为了在多线程的程序中安全的使用fork,而规避死锁问题的方法有吗?试着考虑几个.

    规避方法1:做fork的时候,在它之前让其他的线程完全终止.
    在fork之前,让其他的线程完全终止的话,则不会引起问题.但这仅仅是可能的情况.还有,因为一些原因而其他线程不能结束就执行了fork的时候,就会是产生出一些解析困难的不具合的问题.

    规避方法2:fork后在子进程中马上调用exec函数

    (2004/9/11 追记一些忘了写的东西)
    不用使用规避方法1的时候,在fork后不调用任何函数(printf等)就马上调用execl等,exec系列的函数.如果在程序里不使用”没有exec就fork”的话,这应该就是实际的规避方法吧.
    译者注:笔者的意思可能是把原本子进程应该做的事情写成一个单独的程序,编译成可执行程序后由exec函数来调用.

    规避方法3:”其他线程”中,不做fork-unsafe的处理
    除了调用fork的线程,其他的所有线程不要做fork-unsafe的处理.为了提高数值计算的速度而使用线程的场合*7,这可能是fork- safe的处理,但是在一般的应用程序里则不是这样的.即使仅仅是把握了那些函数是fork-safe的,做起来还不是很容易的.fork-safe函数,必须是异步信号安全函数,而他们都是能数的过来的.因此,malloc/new,printf这些函数是不能使用的.
    规避方法4:使用pthread_atfork函数,在即将fork之前调用事先准备的回调函数.apue中详细介绍了它
    使用pthread_atfork函数,在即将fork之前调用事先准备的回调函数,在这个回调函数内,协商清除进程的内存数据.但是关于OS提供的函数 (例:malloc),在回调函数里没有清除它的方法.因为malloc里使用的数据结构在外部是看不见的.因此,pthread_atfork函数几乎是没有什么实用价值的.
    规避方法5:在多线程程序里,不使用fork
    就是不使用fork的方法.即用pthread_create来代替fork.这跟规避策2一样都是比较实际的方法,值得推荐.

    *1:生成子进程的系统调用
    *2:全局变量和函数内的静态变量
    *3:如果使用Linux的话,查看pthread_atfork函数的man手册比较好.关于这些流程都有一些解释.
    *4:Solaris和HP-UX等
    *5:从fork后到exec执行的这段时间
    *6:≒execve系统调用
    *7:仅仅做四则演算的话就是fork-safe的

    其他相关链接:

    https://code.google.com/p/android/issues/detail?id=14962

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  • fork()创建子进程

    2016-04-29 17:00:00
    fork()系统调用是Unix下以自身进程创建子进程的系统调用,一次调用,两次返回,如果返回是0,则是子进程,如果返回值>0,则是父进程(返回值是子进程的pid) 在fork()的调用处,整个父进程空间会原模样地复制到子...

    fork()系统调用是Unix下以自身进程创建子进程的系统调用,一次调用,两次返回,如果返回是0,则是子进程,如果返回值>0,则是父进程(返回值是子进程的pid)

    在fork()的调用处,整个父进程空间会原模样地复制到子进程中,包括指令,变量值,程序调用栈,环境变量,缓冲区等。

    转载于:https://www.cnblogs.com/friday92/p/5446990.html

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  • 前言:exce调用并不创建进程,所以前后的进程ID并未改变,exec只是用一个全新的程序替换了当前进程的正文、数据、堆和栈段 多线程程序里不准使用fork :为什么??? UNIX上C++程序设计守则3 准则3:多线程...
    前言:exce调用并不创建新进程,所以前后的进程ID并未改变,exec只是用一个全新的程序替换了当前进程的正文、数据、堆和栈段

    多线程程序里不准使用fork :为什么???
    UNIX上C++程序设计守则3

    准则3:多线程程序里不准使用fork

    在多线程程序里,在”自身以外的线程存在的状态”下一使用fork的话,就可能引起各种各样的问题.比较典型的例子就是,fork出来的子进程可能会死锁.请不要,在不能把握问题的原委的情况下就在多线程程序里fork子进程.

    能引起什么问题呢?

    那看看实例吧.一执行下面的代码,在子进程的执行开始处调用doit()时,发生死锁的机率会很高.

    void* doit(void*) {
        static pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        struct timespec ts = {10, 0}; nanosleep(&ts, 0); // 10秒寝る
                                                         // 睡10秒
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        return 0;
    }

    int main(void) {
            pthread_t t;

            pthread_create(&t, 0, doit, 0);                                 // 做成并启动子线程
            if (fork() == 0) {
                  //子进程
                 //在子进程被创建的瞬间,父的子进程在执行nanosleep的场合比较多
                  doit(0);

                  return 0;
            }
            pthread_join(t, 0); //
             // 等待子线程结束
    }


    以下是说明死锁的理由:
    一般的,fork做如下事情
       1. 父进程的内存数据会原封不动的拷贝到子进程中
       2. 子进程在单线程状态下被生成


    在内存区域里,静态变量mutex的内存会被拷贝到子进程里.而且,父进程里即使存在多个线程,但它们也不会被继承到子进程里. fork的这两个特征就是造成死锁的原因.
    译者注: 死锁原因的详细解释 ---
       1. 线程里的doit()先执行.
      2. doit执行的时候会给互斥体变量mutex加锁.
       3. mutex变量的内容会原样拷贝到fork出来的子进程中(在此之前,mutex变量的内容已经被线程改写成锁定状态).
       4.子进程再次调用doit的时候,在锁定互斥体mutex的时候会发现它已经被加锁,所以就一直等待,直到拥有该互斥体的进程释放它(实际上没有人拥有这个mutex锁).
        5.线程的doit执行完成之前会把自己的mutex释放,但这是的mutex和子进程里的mutex已经是两份内存.所以即使释放了mutex锁也不会对子进程里的mutex造成什么影响.

    例如,请试着考虑下面那样的执行流程,就明白为什么在上面多线程程序里不经意地使用fork就造成死锁了*3.
    1.    在fork前的父进程中,启动了线程1和2
    2.    线程1调用doit函数
    3.    doit函数锁定自己的mutex
    4.    线程1执行nanosleep函数睡10秒
    5.    在这儿程序处理切换到线程2
    6.    线程2调用fork函数
    7.    生成子进程
    8.    这时,子进程的doit函数用的mutex处于”锁定状态”,而且,解除锁定的线程在子进程里不存在
    9.    子进程的处理开始
    10.   子进程调用doit函数
    11.   子进程再次锁定已经是被锁定状态的mutex,然后就造成死锁

    像这里的doit函数那样的,在多线程里因为fork而引起问题的函数,我们把它叫做”fork-unsafe函数”.反之,不能引起问题的函数叫做”fork-safe函数”.虽然在一些商用的UNIX里,源于OS提供的函数(系统调用),在文档里有fork-safety的记载,但是在 Linux(glibc)里当然!不会被记载.即使在POSIX里也没有特别的规定,所以那些函数是fork-safe的,几乎不能判别.不明白的话,作为unsafe考虑的话会比较好一点吧.(2004/9/12追记)Wolfram Gloger说过,调用异步信号安全函数是规格标准,所以试着调查了一下,在pthread_atforkの这个地方里有” In the meantime*5, only a short list of async-signal-safe library routines are promised to be available.”这样的话.好像就是这样.

    随便说一下,malloc函数就是一个维持自身固有mutex的典型例子,通常情况下它是fork-unsafe的.依赖于malloc函数的函数有很多,例如printf函数等,也是变成fork-unsafe的.

    直到目前为止,已经写上了thread+fork是危险的,但是有一个特例需要告诉大家.”fork后马上调用exec的场合,是作为一个特列不会产生问题的”. 什么原因呢..?exec函数*6一被调用,进程的”内存数据”就被临时重置成非常漂亮的状态.因此,即使在多线程状态的进程里,fork后不马上调用一切危险的函数,只是调用exec函数的话,子进程将不会产生任何的误动作.但是,请注意这里使用的”马上”这个词.即使exec前仅仅只是调用一回printf(“I’m child process”),也会有死锁的危险.
    译者注:exec函数里指明的命令一被执行,该命令的内存映像就会覆盖父进程的内存空间.所以,父进程里的任何数据将不复存在.

    本blog的理解:查看前面进程创建中,子进程在创建后,是写时复制的,也就是子进程刚创建时,与父进程一样的副本,当exce后,那么老的地址空间被丢弃,而被新的exec的命令的内存的印像覆盖了进程的内存空间,所以锁的状态无关紧要了。
    如何规避灾难呢?
    为了在多线程的程序中安全的使用fork,而规避死锁问题的方法有吗?试着考虑几个.

    规避方法1:做fork的时候,在它之前让其他的线程完全终止.
    在fork之前,让其他的线程完全终止的话,则不会引起问题.但这仅仅是可能的情况.还有,因为一些原因而其他线程不能结束就执行了fork的时候,就会是产生出一些解析困难的不具合的问题.

    规避方法2:fork后在子进程中马上调用exec函数

    (2004/9/11 追记一些忘了写的东西)
    不用使用规避方法1的时候,在fork后不调用任何函数(printf等)就马上调用execl等,exec系列的函数.如果在程序里不使用”没有exec就fork”的话,这应该就是实际的规避方法吧.
    译者注:笔者的意思可能是把原本子进程应该做的事情写成一个单独的程序,编译成可执行程序后由exec函数来调用.


    规避方法3:”其他线程”中,不做fork-unsafe的处理
    除了调用fork的线程,其他的所有线程不要做fork-unsafe的处理.为了提高数值计算的速度而使用线程的场合*7,这可能是fork- safe的处理,但是在一般的应用程序里则不是这样的.即使仅仅是把握了那些函数是fork-safe的,做起来还不是很容易的.fork-safe函数,必须是异步信号安全函数,而他们都是能数的过来的.因此,malloc/new,printf这些函数是不能使用的.
    规避方法4:使用pthread_atfork函数,在即将fork之前调用事先准备的回调函数.apue中详细介绍了它
    使用pthread_atfork函数,在即将fork之前调用事先准备的回调函数,在这个回调函数内,协商清除进程的内存数据.但是关于OS提供的函数 (例:malloc),在回调函数里没有清除它的方法.因为malloc里使用的数据结构在外部是看不见的.因此,pthread_atfork函数几乎是没有什么实用价值的.
    规避方法5:在多线程程序里,不使用fork
    就是不使用fork的方法.即用pthread_create来代替fork.这跟规避策2一样都是比较实际的方法,值得推荐.

    *1:生成子进程的系统调用
    *2:全局变量和函数内的静态变量
    *3:如果使用Linux的话,查看pthread_atfork函数的man手册比较好.关于这些流程都有一些解释.
    *4:Solaris和HP-UX等
    *5:从fork后到exec执行的这段时间
    *6:≒execve系统调用
    *7:仅仅做四则演算的话就是fork-safe的


    原文:http://blog.csdn.net/yaochunnian/article/details/7514759

    展开全文
  • Python 的 os 模块,封装了常见的系统调用,其中就包括 fork(),可以 python 程序中轻松的创建子进程; 注意:fork() 方法只能用类 linux 系统下,不能用 windows 系统下; 先看下面一段代码: # 导入 os ...

    进程:

    编写完毕的代码,在没有运行的时候,称之为程序;

    正在运行的代码,就称之为进程;

    进程,除了包含代码以外,还有需要运行的环境等,所以和程序是有区别的;

     

    fork() 方法创建子进程:

    Python 的 os 模块,封装了常见的系统调用,其中就包括 fork(),可以在 python 程序中轻松的创建子进程;

    注意:fork() 方法只能用在类 linux 系统下,不能用在 windows 系统下;

    先看下面一段代码:

    # 导入 os 模块
    import os
    
    # 调用 fork() 方法创建子进程
    os.fork()
    print("hello")

    输出结果:

    可以发现,代码里只有一个输出语句,但是实际上输出了两次;

    这是因为:

    • 程序执行到 os.fork() 时,操作系统会创建一个新的进程(子进程),然后复制父进程的所有信息到子进程中;

    • 然后父进程和子进程都会从 fork() 函数中得到一个返回值,子进程永远返回 0,而父进程返回子进程的 id 号;

    将上面代码改成如下所示:

    # 导入 os 模块
    import os
    
    # 调用 fork() 方法创建子进程,并获取返回值
    pid = os.fork()
    
    # 输出 fork() 方法返回的值
    print("pid:", pid)

    输出结果为:

    如果子进程中有耗时的操作,当父进程先执行结束的时候,虽然程序看似已经结束了,但是子进程并不会立刻结束,而是等子进程中的代码执行完毕之后才会结束:

    import os
    import time
    
    # 调用 fork() 方法创建子进程,并获取返回值
    pid = os.fork()
    
    # 输出 fork() 方法返回的值
    print("pid:", pid)
    
    # 在子进程中模拟耗时操作
    if (pid == 0):
        print("=== 子进程开始 ===")
        time.sleep(2)   # 延迟 2 秒
        print("=== 子进程结束 ===")
    else:
        print("=== 父进程 ===")

    输出结果:

     

    os.getpid() 和 os.getppid():

    getpid():获取当前进程的 id(get process id);

    getppid():获取父进程的 id(get parent process id);

    # 导入 os 模块
    import os
    
    # 调用 fork() 方法创建子进程,并获取返回值
    pid = os.fork()
    
    # 输出 fork() 方法返回的值
    print("pid:", pid)
    
    # os.getpid():获取当前进程 id
    # os.getppid():获取父进程 id
    if (pid > 0):
        print("父进程:", os.getpid())
    else:
        print("子进程:%d === 父进程:%d" %(os.getpid(), os.getppid()))

    输出结果:

     

    多进程修改全局变量:

    多进程中,每个进程中所有数据(包括全局变量)都各自拥有一份,互不影响;即多进程数据不共享;

    import os
    import time
    
    # 定义一个全局变量
    num = 10
    
    # 创建子进程
    pid = os.fork()
    
    if (pid == 0):
        # 在子进程中改变 num 的值
        num += 10
        print("子进程:", num)
    else:
        # 延迟 1 秒,是为了保证子进程一定先执行完毕
        time.sleep(1)
        print("父进程:", num)

    输出结果:

     

    多个 fork() 的情况:

    先看下面一段代码:

    import os
    
    # 第一次使用 fork 创建子进程
    pid = os.fork()
    if pid == 0:
        print("=== 1 ===")
    else:
        print("=== 2 ===")
    
    # 第二次使用 fork 创建子进程
    pid = os.fork()
    if pid == 0:
        print("=== 11 ===")
    else:
        print("=== 22 ===")

    输出结果:

    原理分析:

    • 当程序运行到 “第一次使用 fork 创建子进程时”,此时有两个进程,一个父进程,一个子进程;

    • 我们知道,程序在创建子进程的时候,会把父进程中的所有信息全部复制到子进程中;那么就是说 “第二次使用 fork 创建子进程” 的代码,在父进程和子进程中各有一份;

    • 所以,当父进程执行到 “第二次使用 fork 创建子进程” 的时候,又创建了一个子进程,就是说一个父进程创建了两个子进程;此时会输出一遍 11 和 22;

    • 而当 “第一次使用 fork 创建的子进程” 也执行到 “第二次使用 fork 创建子进程” 时,子进程又创建了一个孙子进程,那么理所当然的子进程就变成了孙子进程的父进程;那么此时又会再输出一遍 11 和 22;

    • 所以 11 和 22 总共输出了两次;

    • 程序中总共有 4 个进程,分别是父进程,大儿子进程,二儿子进程,以及大儿子进程的子进程;

     

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  • 系统调用 fork

    2018-03-26 21:44:06
    程序A(称为父进程)运行过程中调用fork函数,那么此时将会创建一个新的和A完全一样的进程B(称为子进程),然后A和B都会从fork调用的下一句开始执行。 #include <stdio.h> #include <...
  • pid_t fork(void); (pid_t 是一个宏定义,其实质是int 被定义 #include<sys/types.h> ) 复刻(英语:fork,又译作...fork 函数调用成功,返回两次,一次是父进程的 fork ,一次是子进程fork 返回值为 0
  • (1)fork()函数用于一段**运行程序(进程)**中创建一个新的进程。 #include <unistd.h> pid_t fork(void); 返回值:子进程中返回0, 父进程返回子进程id,出错返回-1 (2)原进程称为父进程...
  • 3、父进程显示自己的进程ID和一些提示信息,然后调用waitpid()等待多个子进程结束,并在子进程结束后显示输出提示信息表示程序结束。#include &lt;stdio.h&gt; #include &lt;stdlib.h&gt; #include ...
  • 拾遗——进程创建fork

    2018-12-28 15:31:30
    进程和程序的区别? 程序是放到磁盘的可执行文件 进程是程序执行的实例 什么是进程? 进程是一个具有一定独立功能的程序的一次运行活动。...父进程,fork返回新创建子进程的PID; 在子进程中...
  • 进程的创建中,我们一个非常重要的函数 fork()函数,fork()函数会创建一个新的进程,为原有进程的子进程,原有就为父进程。 我们来看一下fork()函数的原型。 #include &amp;amp;amp;lt;unistd.h&...
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    千次阅读 2018-08-20 23:25:51
    平时写过多进程多线程程序,比如使用linux的系统调用fork创建子进程和glibc的nptl包里的pthread_create创建线程,甚至java里使用Thread类创建线程等,虽然使用问题不大,但需要知道底层原理。这次自己写操作...
  • 调用fork()的进程称为“父进程”,创建出来的新进程叫做“子进程”。 子进程的许多属性和当前的进程是一模一样的,例如新进程和原有进程的可执行程序是同一个程序,上下文和数据,绝大部分就是原进程(父进程)的...
  • 进程创建-fork

    2018-11-22 15:46:33
    1. 进程 VS 程序 编写完毕的代码,没有运行的时候,称之...Python的os模块封装了常见的系统调用,其中就包括fork,可以Python程序中轻松创建子进程: #coding=utf-8 import os # 注意,fork函数,只Unix/L...
  • 2.fork 函数被调用一次,但返回两次, 两次返回的唯一区别是子进程的返回值是 0, 而父进程的返回值是新子进程的 PID。3.子进程和父进程继续执行 fork 调用之后的指令。在上图的存储空间布局,父子进程只共享正文段...
  • 1. 进程 VS 程序 编写完毕的代码,没有运行的时候,称之为程序 ...Python的os模块封装了常见的系统调用,其中就包括fork,可以Python程序中轻松创建子进程: import os # 注意,fork函数,只Unix/Lin...

空空如也

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在程序中调用fork创建子进程