Linux 操作系统紧紧依赖进程创建来满足用户的需求。例如，只要用户输入一条命令，shell 进程就创建一个新进程，新进程运行 shell 的另一个拷贝并执行用户输入的命令。Linux 系统中通过 fork/vfork 系统调用来创建新进程。本文将介绍如何使用 fork/vfork 系统调用来创建新进程并使用 exec 族函数在新进程中执行任务。
fork 系统调用
要创建一个进程，最基本的系统调用是 fork：
| # include <unistd.h> pid_t fork(void); pid_t vfork(void); |
调用 fork 时，系统将创建一个与当前进程相同的新进程。通常将原有的进程称为父进程，把新创建的进程称为子进程。子进程是父进程的一个拷贝，子进程获得同父进程相同的数据，但是同父进程使用不同的数据段和堆栈段。子进程从父进程继承大多数的属性，但是也修改一些属性，下表对比了父子进程间的属性差异：
| 继承属性 | 差异 |
| uid,gid,euid,egid | 进程 ID |
| 进程组 ID | 父进程 ID |
| SESSION ID | 子进程运行时间记录 |
| 所打开文件及文件的偏移量 | 父进程对文件的锁定 |
| 控制终端 | |
| 设置用户 ID 和 设置组 ID 标记位 | |
| 根目录与当前目录 | |
| 文件默认创建的权限掩码 | |
| 可访问的内存区段 | |
| 环境变量及其它资源分配 |
下面是一个常见的演示 fork 工作原理的 demo(笔者的环境为 Ubuntu 16.04 desktop)：
| #include <sys/types.h> #include <unistd.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main(void) { pid_t pid; char *message; int n; pid = fork(); if(pid < 0) { perror("fork failed"); exit(1); } if(pid == 0) { printf("This is the child process. My PID is: %d. My PPID is: %d.n", getpid(), getppid()); } else { printf("This is the parent process. My PID is %d.n", getpid()); } return 0; } |
把上面的代码保存到文件 forkdemo.c 文件中，并执行下面的命令编译：
| $ gcc forkdemo.c -o forkdemo |
然后运行编译出来的 forkdemo 程序：
| $ ./forkdemo |
fork 函数的特点是 "调用一次，返回两次"：在父进程中调用一次，在父进程和子进程中各返回一次。在父进程中返回时的返回值为子进程的 PID，而在子进程中返回时的返回值为 0，并且返回后都将执行 fork 函数调用之后的语句。如果 fork 函数调用失败，则返回值为 -1。
