linux 下的多線程編程(fork && exec系列)

fork

#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>

函數定義： 　　pid_t fork(void);
 　
（pid_t 是一個宏定義，其實質是int被定義在#include<sys/types.h>中）
　

　傳回值：若成功調用一次則返回兩個值，子進程返回0，父進程返回子進程ID；否則，出錯返回-1 　

　函數說明： 　
      　一個現有進程可以調用fork函數建立一個新進程。由fork建立的新進程被稱為子進程（childprocess）。fork函數被調用一次但返回兩次。兩次返回的唯一區別是子進程中返回0值而父進程中返回子進程ID。　
  　子進程是父進程的副本，它將獲得父進程資料空間、堆、棧等資源的副本。注意，子進程持有的是上述儲存空間的“副本”，這意味著父子進程間不共用這些儲存空間，它們之間共用的儲存空間只有程式碼片段。

fork之後是父進程先執行還是子進程先執行，這是取決於cpu調用演算法的，就是說他們誰先執行都有可能。

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exec系列

說是exec系統調用，實際上在Linux中，並不存在一個exec()的函數形式，exec指的是一組函數，一共有6個，分別是：

#include <unistd.h> int execl(const char *path, const char *arg, ...); int execlp(const char *file, const char *arg, ...); int execle(const char *path, const char *arg, ..., char *const envp[]); int execv(const char *path, char *const argv[]); int execvp(const char *file, char *const argv[]); int execve(const char *path, char *const argv[], char *const envp[]);

其中只有execve是真正意義上的系統調用，其它都是在此基礎上經過封裝的庫函數。

exec函數族的作用是根據指定的檔案名稱找到可執行檔，並用它來取代調用進程的內容，換句話說，就是在調用進程內部執行一個可執行檔。這裡的可執行檔既可以是二進位檔案，也可以是任何Linux下可執行檔指令檔。

與 一般情況不同，exec函數族的函數執行成功後不會返回，因為調用進程的實體，包括程式碼片段，資料區段和堆棧等都已經被新的內容取代，只留下進程ID等一些表 面上的資訊仍保持原樣，頗有些神似"三十六計"中的"金蟬脫殼"。看上去還是舊的軀殼，卻已經注入了新的靈魂。只有調用失敗了，它們才會返回一個-1，從 原程式的調用點接著往下執行。

現在我們應該明白了，Linux下是如何執行新程式的，每當有進程認為自己不能為系統 和擁護做出任何貢獻了，他就可以發揮最後一點餘熱，調用任何一個exec，讓自己以新的面貌重生；或者，更普遍的情況是，如果一個進程想執行另一個程式， 它就可以fork出一個新進程，然後調用任何一個exec，這樣看起來就好像通過執行應用程式而產生了一個新進程一樣。

事 實上第二種情況被應用得如此普遍，以至於Linux專門為其作了最佳化，我們已經知道，fork會將調用進程的所有內容原封不動的拷貝到新產生的子進程中 去，這些拷貝的動作很消耗時間，而如果fork完之後我們馬上就調用exec，這些辛辛苦苦拷貝來的東西又會被立刻抹掉，這看起來非常不划算，於是人們設 計了一種"寫時拷貝（copy-on-write）"技術，使得fork結束後並不立刻複製父進程的內容，而是到了真正實用的時候才複製，這樣如果下一條
語句是exec，它就不會白白作無用功了，也就提高了效率。

此段來自： http://hi.baidu.com/%CF%E6%CB%AE%C0%CB%D7%D3/blog/item/946bb8c8a84e82027e3e6f1a.html

====================下面是看到的很形象的一個比喻==========來自：點我查看原文^_^============================

出自：http://blog.csdn.net/kaiwii/article/details/7254135

對於進程的一生可以用一些形象的比喻作一個小小的總結：隨著一句fork，一個新進程呱呱落地，但它這時只是老進程的一個複製。然後隨著exec，新進程脫胎換骨，離家獨立，開始了為人民服務的職業生涯。人有生老病死，進程也一樣，它可以是自然死亡，即運行到main函數的最後一個”}”，從容地離我們而去；也可以是自殺，自殺有2種方式，一種是調用 exit函數，一種是在main函數內使用return，無論哪一種方式，它都可以留下遺書，放在傳回值裡保留下來；它還甚至能可被謀殺，被其它進程通過另外一些方式結束他的生命。進程死掉以後，會留下一具殭屍，wait和waitpid充當了殮屍工，把殭屍推去火化，使其最終歸於無形。在linux中wait系統調用一文中介紹了其中的一個殮屍工wait， 下面介紹另一個waitpid，這個貌似複雜些。