簡介 ??
程序每次執(zhí)行時，操作系統(tǒng)都會創(chuàng)建一個新進(jìn)程來運行程序指令。進(jìn)程中可調(diào)用os.fork,要求操作系統(tǒng)新建一個子進(jìn)程. [Windowsc系統(tǒng)中，os模塊沒有os.fork函數(shù)]。
每個進(jìn)程都有一個不重復(fù)的進(jìn)程ID號?；蚍Qpid，它對進(jìn)程進(jìn)行標(biāo)識。子進(jìn)程與父進(jìn)程完全相同，子進(jìn)程從父進(jìn)程繼承了多個值的拷貝。如全局變量和環(huán)境變量。fork后，子進(jìn)程接收返回值0，而父進(jìn)程接收子進(jìn)程的pid作為返回值
os.
fork
(
)
Fork a child process.
Return?
0
?in the child and the child’s process id in the parent.
If an error occurs OSError is?raised.
Note that some platforms including FreeBSD <= 6.3 and Cygwin have known issues when using fork() from a thread.
Availability: Unix
? >?
僅支持基于Unix核心的系統(tǒng)
python文檔
（一）fork函數(shù) 在子進(jìn)程中返回0，在父進(jìn)程中返回子進(jìn)程的id：
-
os.getpid() 返回進(jìn)程pid
-
os.getppid() 返回父進(jìn)程pid
#
-*-coding:utf-8-*-
import
os
import
time
print
(
'
before calling
'
)
p
= os.fork()
#
主進(jìn)程，子進(jìn)程同時向下執(zhí)行
print
(
'
after calling
'
)
if
p ==
0:
print
(
'
執(zhí)行子進(jìn)程, pid={} ppid={} p={}
'
.format(os.getpid(), os.getppid(), p))
else
:
print
(
'
執(zhí)行主進(jìn)程, pid={} ppid={} p={}
'
.format(os.getpid(), os.getppid(), p))
[root@192 ~]# python fork.py
before calling
after calling
執(zhí)行主進(jìn)程, pid=1629 ppid=1572 p=1630
after calling
執(zhí)行子進(jìn)程, pid=1630 ppid=1629 p=0
結(jié)論:調(diào)用os.fork()之后，主進(jìn)程和子進(jìn)程同時執(zhí)行該行以下的代碼， 子進(jìn)程中fork函數(shù)返回0 ， 父進(jìn)程中返回1630 ，即子進(jìn)程的pid.
再看下面的代碼結(jié)果:
#
-*-coding:utf-8-*-
import
os
import
time
print
(
'
before calling
'
)
p
= os.fork()
#
主進(jìn)程，子進(jìn)程同時向下執(zhí)行
print
(
'
after calling
'
)
if
p ==
0:
print
(
'
執(zhí)行子進(jìn)程, pid={} ppid={} p={}
'
.format(os.getpid(), os.getppid(), p))
time.sleep(
1
)
print
(
'
執(zhí)行子進(jìn)程, pid={} ppid={} p={}
'
.format(os.getpid(), os.getppid(), p))
else
:
print
(
'
執(zhí)行主進(jìn)程, pid={} ppid={} p={}
'
.format(os.getpid(), os.getppid(), p))
[root@192 ~]# python fork.py
before calling
after calling
執(zhí)行主進(jìn)程, pid=1648 ppid=1572 p=1649
after calling
執(zhí)行子進(jìn)程, pid=1649 ppid=1648 p=0
[root@192 ~]# 執(zhí)行子進(jìn)程, pid=1649 ppid=1 p=0
子進(jìn)程先打印一段信息，再睡一秒，再打印一段信息，在子進(jìn)程輸出的兩次信息中，ppid分別是1648和1。 —— ?問1:ppid怎么變了？
接下來進(jìn)行探討:
（ 二）fork()開啟進(jìn)程，主進(jìn)程執(zhí)行結(jié)束后，不會等待子進(jìn)程: ?
實踐：后臺執(zhí)行下面的代碼，讓主進(jìn)程睡五秒，子進(jìn)程睡十秒：
#
-*-coding:utf-8-*-
import
os
import
time
p
=
os.fork()
if
p ==
0:
time.sleep(
10
)
print
(
'
執(zhí)行子進(jìn)程, pid={} ppid={} p={}
'
.format(os.getpid(), os.getppid(), p))
else
:
time.sleep(
5
)
print
(
'
執(zhí)行主進(jìn)程, pid={} ppid={} p={}
'
.format(os.getpid(), os.getppid(), p))
[root@192 ~]# python fork.py & ### 后臺執(zhí)行python代碼
[1] 1693
### 五秒前，查看進(jìn)程信息：主進(jìn)程為1693，子進(jìn)程為1694
[root@192 ~]# ps aux | grep fork.py
root 1693 0.0 0.1 125432 4592 pts/0 S 21:23 0:00 python fork.py
root 1694 0.0 0.0 125432 2748 pts/0 S 21:23 0:00 python fork.py
root 1696 0.0 0.0 112704 980 pts/0 S+ 21:23 0:00 grep --color=auto fork.py
[root@192 ~]# 執(zhí)行主進(jìn)程, pid=1693 ppid=1572 p=1694 (此為程序打印信息，說明主進(jìn)程已執(zhí)行完)
[1]+ Done python fork.py
### 五秒后，主進(jìn)程執(zhí)行完畢，查看進(jìn)程信息：只剩子進(jìn)程1694
[root@192 ~]# ps aux | grep fork.py
root 1694 0.0 0.0 125432 2748 pts/0 S 21:23 0:00 python fork.py
root 1698 0.0 0.0 112704 980 pts/0 S+ 21:23 0:00 grep --color=auto fork.py
[root@192 ~]# 執(zhí)行子進(jìn)程, pid=1694 ppid=1 p=0 (此為程序打印信息，說明子進(jìn)程已執(zhí)行完。 *注意，這里ppid是1)
### 十秒后，子進(jìn)程執(zhí)行完畢，子進(jìn)程結(jié)束
[root@192 ~]# ps aux | grep fork.py
root 1708 0.0 0.0 112704 980 pts/0 S+ 21:23 0:00 grep --color=auto fork.py
現(xiàn)象:五秒前，兩個進(jìn)程都在執(zhí)行，五秒后，主進(jìn)程結(jié)束，只剩一個子進(jìn)程(說明父進(jìn)程沒有等待子進(jìn)程)，十秒后，子進(jìn)程結(jié)束
結(jié)論:父進(jìn)程執(zhí)行結(jié)束后不等待子進(jìn)程
問1的解釋 :子進(jìn)程第一次打印時，剛好父進(jìn)程還未結(jié)束，還可以獲取到父進(jìn)程ppid，因此第一次打印的ppid是父進(jìn)程的pid，當(dāng)睡了一秒以后，父進(jìn)程早就執(zhí)行完了，溜了，沒有等待子進(jìn)程，因此子進(jìn)程交給了init進(jìn)程, ppid就變成1.
（三）僵尸進(jìn)程: ?
?
若子進(jìn)程比父進(jìn)程先結(jié)束，而父進(jìn)程又沒有回收子進(jìn)程，釋放子進(jìn)程占用的資源，此時子進(jìn)程將成為一個僵尸進(jìn)程。
?
有什么壞處? 如果大量的產(chǎn)生僵尸進(jìn)程，將因為沒有可用的進(jìn)程號而導(dǎo)致系統(tǒng)不能產(chǎn)生新的進(jìn)程. 此即為僵尸進(jìn)程的危害，應(yīng)當(dāng)避免。
?僵尸進(jìn)程的避免:
- 父進(jìn)程通過 os. wait() 和 os.waitpid() 等函數(shù)等待子進(jìn)程結(jié)束，這會導(dǎo)致父進(jìn)程掛起。
- 如果父進(jìn)程很忙，那么可以用signal函數(shù)為SIGCHLD安裝handler，因為子進(jìn)程結(jié)束后， 父進(jìn)程會收到該信號，可以在handler中調(diào)用wait回收。
- 如果父進(jìn)程不關(guān)心子進(jìn)程什么時候結(jié)束，那么可以用signal（SIGCHLD,SIG_IGN） 通知內(nèi)核，自己對子進(jìn)程的結(jié)束不感興趣，那么子進(jìn)程結(jié)束后，內(nèi)核會回收， 并不再給父進(jìn)程發(fā)送信號。
- 還有一些技巧，就是fork兩次，父進(jìn)程fork一個子進(jìn)程，然后繼續(xù)工作，子進(jìn)程fork一 個孫進(jìn)程后退出，那么孫進(jìn)程被init接管，孫進(jìn)程結(jié)束后，init會回收。不過子進(jìn)程的回收 還要自己做。
子進(jìn)程變成僵尸進(jìn)程，是因為父進(jìn)程先執(zhí)行完，沒有替子進(jìn)程收尸。而wait()并不是用來收尸的，只是防止父進(jìn)程先于子進(jìn)程退出；如果父進(jìn)程先退出，會使子進(jìn)程成為僵尸進(jìn)程，這時候子進(jìn)程的收尸就由1號init進(jìn)程來回收。
主進(jìn)程通過調(diào)用os.wait()等待子進(jìn)程結(jié) 束:
#
-*-coding:utf-8-*-
import
os
import
time
p
=
os.fork()
if
p ==
0:
time.sleep(
10
)
print
(
'
執(zhí)行子進(jìn)程, pid={} ppid={} p={}
'
.format(os.getpid(), os.getppid(), p))
else
:
time.sleep(
5
)
print
(
'
執(zhí)行主進(jìn)程, pid={} ppid={} p={}
'
.format(os.getpid(), os.getppid(), p))
os.wait()
[root@192 ~]# python fork.py & # 后臺執(zhí)行python代碼
### 五秒前，查看進(jìn)程信息：主進(jìn)程為1751，子進(jìn)程為1752
[1] 1751
[root@192 ~]# ps aux | grep fork.py
root 1751 0.5 0.1 125432 4588 pts/0 S 21:29 0:00 python fork.py
root 1752 0.0 0.0 125432 2748 pts/0 S 21:29 0:00 python fork.py
root 1754 0.0 0.0 112704 980 pts/0 S+ 21:29 0:00 grep --color=auto fork.py
[root@192 ~]# 執(zhí)行主進(jìn)程, pid=1751 ppid=1572 p=1752 (此為程序打印信息，說明主進(jìn)程已執(zhí)行到os.wait())
### 五秒后，主程序打印了信息并調(diào)用了os.wait()，查看進(jìn)程信息：主進(jìn)程為1751，子進(jìn)程為1752,主進(jìn)程沒有結(jié)束
[root@192 ~]# ps aux | grep fork.py
root 1751 0.1 0.1 125436 4588 pts/0 S 21:29 0:00 python fork.py
root 1752 0.0 0.0 125432 2748 pts/0 S 21:29 0:00 python fork.py
root 1756 0.0 0.0 112704 980 pts/0 S+ 21:29 0:00 grep --color=auto fork.py
[root@192 ~]# 執(zhí)行子進(jìn)程, pid=1752 ppid=1751 p=0 (此為程序打印信息，說明子進(jìn)程已執(zhí)行完。 *注意，這里ppid不是1)
[1]+ Done python fork.py
### 十秒后，子進(jìn)程執(zhí)行完畢，子進(jìn)程結(jié)束，父進(jìn)程隨著子進(jìn)程的結(jié)束而結(jié)束
[root@192 ~]# ps aux | grep fork.py
root 1758 0.0 0.0 112704 980 pts/0 S+ 21:29 0:00 grep --color=auto fork.py
現(xiàn)象:五秒前，兩個進(jìn)程都在執(zhí)行，五秒后，主進(jìn)程執(zhí)行完成并調(diào)用了os.wait()，等待子進(jìn)程結(jié)束，十秒后，子進(jìn)程結(jié)束，父進(jìn)程也隨之結(jié)束
結(jié)論:父進(jìn)程可調(diào)用os.wait()等待子進(jìn)程結(jié)束。 *沒有子進(jìn)程就調(diào)用os.wait()會拋異常: OSError: [Errno 10] No child processes
（四）進(jìn)程間資源獨立: ?
實踐:在fork()函數(shù)前定義一個變量，在子進(jìn)程中修改值，再從主進(jìn)程中查看變量是否被修改：
#
-*-coding:utf-8-*-
import
os
import
time
variable
=
[]
p
=
os.fork()
if
p ==
0:
variable.append(
1
)
print
(
'
子進(jìn)程 variable_id={}
'
.format(id(variable)))
print
(
'
子進(jìn)程 variable={}
'
.format(variable))
else
:
time.sleep(
1)
#
睡一秒，讓子進(jìn)程先改變變量的值
print
(
'
主進(jìn)程 variable_id={}
'
.format(id(variable)))
print
(
'
主進(jìn)程 variable={}
'
.format(variable))
os.wait()
[root@192 ~]# python fork.py
子進(jìn)程 variable_id=140426199897224
子進(jìn)程 variable=[1]
主進(jìn)程 variable_id=140426199897224
主進(jìn)程 variable=[]
結(jié)論:子進(jìn)程中改變了變量的值，但在父進(jìn)程中并未改變，說明進(jìn)程間全局變量不共享
問2:但為什么變量id一樣?
問2的解釋:?? 寫時復(fù)制技術(shù)：內(nèi)核只為新生成的子進(jìn)程創(chuàng)建虛擬空間結(jié)構(gòu)，它們復(fù)制于父進(jìn)程的虛擬空間結(jié)構(gòu)，但是不為這些段分配物理內(nèi)存，它們共享父進(jìn)程的物理空間，當(dāng)父子進(jìn)程中有更改相應(yīng)段的行為發(fā)生時，再為子進(jìn)程相應(yīng)的段分配物理空間。因此不論子進(jìn)程有沒有修改操作，虛擬地址和父進(jìn)程是一樣的，兩個進(jìn)程查看變量的id值是相同的。
?另外，即使是兩個互不相干的進(jìn)程，若它們的邏輯地址相同，實際地址也是不同的，并不會產(chǎn)生沖突。
參考鏈接:
百度百科僵尸進(jìn)程
python的os模塊fork、wait、system、exec、popen、exit函數(shù)講解
父進(jìn)程調(diào)用wait函數(shù)究竟對子進(jìn)程做了什么？
Linux進(jìn)程管理——fork()和寫時復(fù)制
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