在計算機科學中,fork
是一個創建新進程的系統調用。具體來說,fork
調用會創建一個與當前進程幾乎完全相同的副本,包括父進程的內存布局、環境變量、打開的文件描述符等。這個新的進程被稱為子進程,而原始進程被稱為父進程。
以下是 fork
調用的主要特點和行為:
- 資源共享與復制:父進程和子進程會共享許多資源,如打開的文件描述符、文本段和已分配但尚未寫入的內存等。然而,對于父進程的棧和堆部分(這些區域包含了進程的局部變量、函數參數以及動態分配的內存),子進程會獲得這些區域的獨立副本。
- 返回值:
fork
調用在父進程和子進程中返回不同的值。在父進程中,fork
返回新創建的子進程的進程ID(PID)。在子進程中,fork
返回0。如果fork
調用失敗,它會在父進程中返回-1。 - 并發執行:父進程和子進程是并發執行的,這意味著它們可以獨立地運行,并且操作系統可以在它們之間調度CPU時間。
- 進程間通信(IPC):由于父進程和子進程各自有獨立的內存空間,因此它們之間需要進行某種形式的進程間通信(IPC)來共享信息。這可以通過管道、消息隊列、信號、共享內存等方式實現。
- 生命周期:子進程可以獨立于父進程運行,即使父進程終止,子進程仍然可以繼續運行(除非它也被終止或自己退出)。然而,如果父進程在子進程之前終止,并且沒有正確地處理子進程(例如,通過調用
wait
或waitpid
),那么子進程可能會成為僵尸進程(zombie process),這可能會導致系統資源的浪費。
fork
調用在Unix和類Unix系統(如Linux)中廣泛使用,并且也是許多進程創建和管理的核心機制之一。在Windows系統中,類似的功能可以通過創建新線程或使用Windows API中的進程創建函數來實現。