视觉上For循环中fork（）会发生什么

Question 1

我一直在试图了解fork()行为。这次在for-loop。观察以下代码：

#include <stdio.h>

void main()
{
   int i;

   for (i=0;i<3;i++)
   {
      fork();

      // This printf statement is for debugging purposes
      // getppid(): gets the parent process-id
      // getpid(): get child process-id

      printf("[%d] [%d] i=%d\n", getppid(), getpid(), i);
   }

   printf("[%d] [%d] hi\n", getppid(), getpid());
}

这是输出：

[6909][6936] i=0
[6909][6936] i=1
[6936][6938] i=1
[6909][6936] i=2
[6909][6936] hi
[6936][6938] i=2
[6936][6938] hi
[6938][6940] i=2
[6938][6940] hi
[1][6937] i=0
[1][6939] i=2
[1][6939] hi
[1][6937] i=1
[6937][6941] i=1
[1][6937] i=2
[1][6937] hi
[6937][6941] i=2
[6937][6941] hi
[6937][6942] i=2
[6937][6942] hi
[1][6943] i=2
[1][6943] hi

我是一个非常有远见的人，所以要真正了解事物，唯一的方法就是绘制图表。我的讲师说会有8个喜词。我编写并运行了代码，实际上有8个hi语句。但是我真的不明白。所以我画了下图：

在此处输入图片说明

该图已更新以反映评论:)

观察结果：

父进程（主进程）必须将循环迭代3次。然后调用printf
在父级for循环的每次迭代中，都会调用fork（）
在每次fork（）调用之后，i都会递增，因此每个孩子都会在i递增之前从其开始for循环
在每个for循环的末尾，均会打印“ hi”

这是我的问题：

我的图表正确吗？
为什么在输出中有两个实例i=0？
i在fork（）之后，将什么值带给每个孩子？如果i结转了相同的值，那么“分叉”何时停止？
是否总是2^n - 1会这样一种方法来计算分叉的孩子数量？那么，在这里n=3，这意味着2^3 - 1 = 8 - 1 = 7孩子，哪个是正确的？

Question 2

从for循环开始，这是理解它的方法。

循环从父级开始， i == 0
父级fork()，创建子级1。
您现在有两个过程。都打印i=0。
现在，循环在两个进程中重新启动i == 1。
父级和子级1 fork()，创建子级2和3。
您现在有四个过程。全部四个打印i=1。
现在，循环将在所有四个进程中重新启动i == 2。
父级和子级1至3全部fork()，创建子级4至7。
您现在有八个流程。全部八个打印i=2。
现在，循环将在所有八个进程中重新启动i == 3。
循环在所有八个进程中终止，i < 3不再如此。
所有八个过程都将打印hi。
全部八个过程终止。

因此，您将获得0两次1打印，四次打印，八次2打印以及hi八次打印。

Question 3

是的，这是正确的。（见下文）
不，在调用之后i++执行，因为这就是循环的方式。forkfor
如果一切顺利，是的。但是，请记住，这fork可能会失败。

关于第二个的一些解释：

for (i = 0;i < 3; i++)
{
   fork();
}

类似于：

i = 0;
while (i < 3)
{
    fork();
    i++;
}

因此i，在分叉的过程中（父和子）都是增量之前的值。但是，增量是在之后立即执行的fork()，因此我认为该图可以视为正确。

Question 4

要一一回答您的问题：

我的图表正确吗？

是的，本质上。这也是一个非常不错的图。

也就是说，如果您将i=0etc.标签解释为是指完整循环迭代，那是正确的。但是，该图未显示的是，在每次调用fork()之后fork()，分叉的子进程也将执行调用之后的当前循环迭代部分。

为什么i=0在输出中有两个实例？

因为您有printf()after fork()，所以它由父进程和刚刚分叉的子进程执行。如果将移到printf()之前fork()，它将仅由父级执行（因为子进程尚不存在）。

i结帐后，每个孩子有什么价值fork()？如果i结转了相同的值，那么“分叉”何时停止？

的值i不变fork()，因此子进程将看到与其父进程相同的值。

要记住的事情 fork()是，它只被调用一次，但是它返回两次-一次在父进程中，一次在新克隆的子进程中。

对于一个简单的示例，请考虑以下代码：

printf("This will be printed once.\n");
fork();
printf("This will be printed twice.\n");
fork();
printf("This will be printed four times.\n");
fork();
printf("This will be printed eight times.\n");

由创建的子进程fork()是其父进程的（几乎）完全克隆，因此，从其自己的角度来看，它“记住”其父进程，继承了父进程的所有状态（包括所有变量值，调用堆栈和指令正在执行）。唯一的直接差异（除了系统元数据（如所返回的进程ID之外getpid()））的返回值fork()在子进程中将为零，而在父进程中将为非零（实际上是子进程的ID）。

是否总是2^n - 1会这样一种方法来计算分叉的孩子数量？那么，在这里n=3，这意味着2^3 - 1 = 8 - 1 = 7孩子，哪个是正确的？

每个执行fork()转弯的流程都会变成两个流程（除非在异常错误情况下否则fork()可能会失败）。如果父级和子级继续执行相同的代码（即，他们不检查的返回值fork()或它们自己的进程ID，并根据其分支到不同的代码路径），则每个后续派生将使进程数加倍。因此，是的，经过三叉，您最终将总共获得2³= 8个过程。