Основы программирования в Linux

Функции 
exec
, как правило, не возвращаются в программу до тех пор, пока не возникла ошибка, в этом случае задается переменная 
errno
 и функция 
exec
 возвращает -1.
Новые процессы, запущенные exec, наследуют многие свойства исходного процесса. В частности, открытые файловые дескрипторы остаются открытыми в новом процессе, пока не установлен их флаг 
FD_CLOEXEC
 (close on exec) (подробную информацию см. в описании системного вызова 
fcntl
 в главе 3). Любые открытые в исходном процессе потоки каталогов закрываются.
  
Дублирование образа процесса
 
Для применения процессов, выполняющих несколько функций одновременно, можно либо использовать потоки, обсуждаемые в главе 12, либо создавать в программе полностью отдельный процесс, как делает 
init
, вместо замещения текущего потока исполнения, как в случае применения функции 
exec
.
Создать новый процесс можно с помощью вызова 
fork
. Системный вызов дублирует текущий процесс, создавая новый элемент в таблице процессов с множеством атрибутов, таких же как у текущего процесса. Новый процесс почти идентичен исходному, выполняет тот же программный код, но в своем пространстве данных, окружении и со своими файловыми дескрипторами. В комбинации с функциями 
exec
 вызов 
fork
 — все, что вам нужно для создания новых процессов.
<b>#include &lt;sys/types.h&gt;</b>
<b>#include &lt;unistd.h&gt;</b>
<b>pid_t fork(void);</b>
Как видно из рис. 11.2, вызов 
fork
 возвращает в родительский процесс PID нового дочернего процесса. Новый процесс продолжает выполнение так же, как и исходный, за исключением того, что в дочерний процесс вызов 
fork
 возвращает 0. Это позволяет родительскому и дочернему процессам определить, "кто есть кто".
Рис. 11.2 
Если вызов 
fork
 завершается аварийно, он возвращает -1. Обычно это происходит из-за ограничения числа дочерних процессов, которые может иметь родительский процесс (
CHILD_MAX
), в этом случае переменной 
errno
 будет присвоено значение 
EAGAIN
. Если для элемента таблицы процессов недостаточно места или не хватает виртуальной памяти, переменная 
errno
 получит значение 
ENOMEM
.
Далее приведен фрагмент типичного программного кода, использующего вызов 
fork
:
pid_t new_pid;
new_pid = fork();
switch(new_pid) {
case -1:
 /* Ошибка */
 break;
case 0:
 /* Мы — дочерний процесс */
 break;
default:
 /* Мы — родительский процесс */
 
 break;
}
Выполните упражнение 11.3.
Упражнение 11.3. Системный вызов 
fork
Давайте рассмотрим простой пример fork1.с:
#include &lt;sys/types.h&gt;
#include &lt;unistd.h&gt;
#include &lt;stdio.h&gt;
#include &lt;stdlib.h&gt;
int main() {
 pid_t pid;
 char* message;
 int n;
 printf(&quot;fork program starting\n&quot;);
 pid = fork();
 switch(pid) {
 case -1:
  perror(&quot;fork failed&quot;);
  exit(1);
 case 0:
  message = &quot;This is the child&quot;;
  n = 5;
  break;
 default:
  message = &quot;This is the parent&quot;;
  n = 3;
  break;
 }
 for (; n &gt; 0; n--) {
  puts(message);
  sleep(1);
 }
 exit(0);
}
Эта программа выполняет два процесса. Дочерний процесс создается и выводит пять раз сообщение. Исходный процесс (родитель) выводит сообщение только три раза. Родительский процесс завершается до того, как дочерний процесс выведет все свои сообщения, поэтому в вывод попадает очередное приглашение командной оболочки.
$ <b>./fork1</b>
fork program starting
This is the child
This is the parent
This is the parent
This is the child
This is the parent
This is the child
$ This is the child
This is the child
Как это работает
Когда вызывается 
fork
, эта программа делится на два отдельных процесса. Родительский процесс идентифицируется ненулевым возвращаемым из 
fork
 значением и используется для задания количества сообщений, выводимых с интервалом в одну секунду.
   
Ожидание процесса
 
Когда вы запускаете дочерний процесс с помощью вызова 
fork
, он начинает жить собственной жизнью и выполняется независимо. Иногда вам нужно знать, когда закончился дочерний процесс. Например, в предыдущей программе родительский процесс завершается раньше дочернего, и вы получаете слегка беспорядочный вывод, потому что дочерний процесс продолжает выполняться. Вы можете с помощью системного вызова 
wait
 заставить родительский процесс дождаться завершения дочернего процесса перед своим продолжением.