習慣成自然小學(xué)優(yōu)秀作文
在機緣巧合下參加了騰訊2013年校園招聘筆試，其中有一道有關(guān)fork()的題目比較經(jīng)典，轉載網(wǎng)上一篇文章，原文如下:
前兩天有人問(wèn)了個(gè)關(guān)于Unix的fork()系統調用的面試題，這個(gè)題正好是我大約十年前找工作時(shí)某公司問(wèn)我的一個(gè)題，我覺(jué)得比較有趣，寫(xiě)篇文章與大家分享一下。這個(gè)題是這樣的：
題目：請問(wèn)下面的程序一共輸出多少個(gè)“-”?
#include
#include
#include
int main(void)
{
int i;
for(i=0; i<2; i++)
{
fork();
printf("-");
}
return 0;
}
如果你對fork()的機制比較熟悉的話(huà)，這個(gè)題并不難，輸出應該是6個(gè)“-”，但是，實(shí)際上這個(gè)程序會(huì )很tricky地輸出8個(gè)“-”。
要講清這個(gè)題，我們首先需要知道fork()系統調用的特性，
fork()系統調用是Unix下以自身進(jìn)程創(chuàng )建子進(jìn)程的系統調用，一次調用，兩次返回，如果返回是0，則是子進(jìn)程，如果返回值>0，則是父進(jìn)程(返回值是子進(jìn)程的pid)，這是眾為周知的。
還有一個(gè)很重要的東西是，在fork()的調用處，整個(gè)父進(jìn)程空間會(huì )原模原樣地復制到子進(jìn)程中，包括指令，變量值，程序調用棧，環(huán)境變量，緩沖區，等等。
所以，上面的那個(gè)程序為什么會(huì )輸入8個(gè)“-”，這是因為printf(“-”);語(yǔ)句有buffer，所以，對于上述程序，printf(“-”);把“-”放到了緩存中，并沒(méi)有真正的輸出，在fork的時(shí)候，緩存被復制到了子進(jìn)程空間，所以，就多了兩個(gè)，就成了8個(gè)，而不是6個(gè)。
另外，多說(shuō)一下，我們知道，Unix下的設備有“塊設備”和“字符設備”的概念，所謂塊設備，就是以一塊一塊的數據存取的設備，字符設備是一次存取一個(gè)字符的設備。磁盤(pán)、內存都是塊設備，字符設備如鍵盤(pán)和串口。塊設備一般都有緩存，而字符設備一般都沒(méi)有緩存。
對于上面的問(wèn)題，我們如果修改一下上面的printf的那條語(yǔ)句為：
printf("-\n");
或是
printf("-");
fflush(stdout);
就沒(méi)有問(wèn)題了(就是6個(gè)“-”了)，因為程序遇到“\n”，或是EOF，或是緩中區滿(mǎn)，或是文件描述符關(guān)閉，或是主動(dòng)flush，或是程序退出，就會(huì )把數據刷出緩沖區。需要注意的是，標準輸出是行緩沖，所以遇到“n”的時(shí)候會(huì )刷出緩沖區，但對于磁盤(pán)這個(gè)塊設備來(lái)說(shuō)，“n”并不會(huì )引起緩沖區刷出的動(dòng)作，那是全緩沖，你可以使用setvbuf來(lái)設置緩沖區大小，或是用fflush刷緩存。
我估計有些朋友可能對于fork()還不是很了解，那么我們把上面的程序改成下面這樣：
#include
#include
#include
int main(void)
{
int i;
for(i=0; i<2; i++){
fork();
/pic/p>
printf("ppid=%d, pid=%d, i=%d n", getppid(), getpid(), i);
}
sleep(10); /pic/p>
return 0;
}
于是，上面這段程序會(huì )輸出下面的結果，(注：編譯出的可執行的程序名為fork)
ppid=8858, pid=8518, i=0
ppid=8858, pid=8518, i=1
ppid=8518, pid=8519, i=0
ppid=8518, pid=8519, i=1
ppid=8518, pid=8520, i=1
ppid=8519, pid=8521, i=1
$ pstree -p | grep fork
|-bash(8858)-+-fork(8518)-+-fork(8519)---fork(8521)
| | `-fork(8520)
面對這樣的圖你可能還是看不懂，沒(méi)事，我好事做到底，畫(huà)個(gè)圖給你看看：
注意：上圖中的我用了幾個(gè)色彩，相同顏色的是同一個(gè)進(jìn)程。于是，我們的pstree的圖示就可以成為下面這個(gè)樣子：(下圖中的顏色與上圖對應)
這樣，對于printf(“-”);這個(gè)語(yǔ)句，我們就可以很清楚的知道，哪個(gè)子進(jìn)程復制了父進(jìn)程標準輸出緩中區里的的內容，而導致了多次輸出了。(如下圖所示，就是我陰影并雙邊框了那兩個(gè)子進(jìn)程)
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