程序建立與終止

---

---

到目前為止，我們知道每當我們執行一個程式時，就會建立一個程序，並在執行完成後終止。如果我們需要在程式中建立一個程序，並可能希望為它安排不同的任務，該怎麼辦？這可以實現嗎？是的，顯然可以透過程序建立來實現。當然，任務完成後，它會自動終止，或者您可以根據需要終止它。

程序建立是透過**fork()系統呼叫**實現的。新建立的程序稱為子程序，啟動它的程序（或開始執行的程序）稱為父程序。fork()系統呼叫之後，我們現在有兩個程序——父程序和子程序。如何區分它們？很簡單，透過它們的返回值。

建立子程序後，讓我們看看fork()系統呼叫的細節。

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

pid_t fork(void);

建立子程序。此呼叫之後，存在兩個程序，現有的程序稱為父程序，新建立的程序稱為子程序。

fork()系統呼叫返回以下三個值之一：

• 負值表示錯誤，即建立子程序不成功。

• 子程序返回零。

• 父程序返回一個正值。此值是新建立子程序的程序 ID。

讓我們考慮一個簡單的程式。

File name: basicfork.c
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main() {
   fork();
   printf("Called fork() system call\n");
   return 0;
}

執行步驟

編譯

gcc basicfork.c -o basicfork

執行/輸出

Called fork() system call
Called fork() system call

**注意**——通常在fork()呼叫之後，子程序和父程序將執行不同的任務。如果需要執行相同的任務，則對於每個fork()呼叫，它將執行2的n次方次，其中**n**是fork()呼叫的次數。

在上述情況下，fork()呼叫一次，因此輸出列印兩次（2的1次方）。如果fork()呼叫，例如3次，則輸出將列印8次（2的3次方）。如果呼叫5次，則列印32次，依此類推。

在瞭解了fork()如何建立子程序之後，現在是時候瞭解父程序和子程序的詳細資訊了。

檔名：pids_after_fork.c

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

int main() {
   pid_t pid, mypid, myppid;
   pid = getpid();
   printf("Before fork: Process id is %d\n", pid);
   pid = fork();

   if (pid < 0) {
      perror("fork() failure\n");
      return 1;
   }

   // Child process
   if (pid == 0) {
      printf("This is child process\n");
      mypid = getpid();
      myppid = getppid();
      printf("Process id is %d and PPID is %d\n", mypid, myppid);
   } else { // Parent process 
      sleep(2);
      printf("This is parent process\n");
      mypid = getpid();
      myppid = getppid();
      printf("Process id is %d and PPID is %d\n", mypid, myppid);
      printf("Newly created process id or child pid is %d\n", pid);
   }
   return 0;
}

編譯和執行步驟

Before fork: Process id is 166629
This is child process
Process id is 166630 and PPID is 166629
Before fork: Process id is 166629
This is parent process
Process id is 166629 and PPID is 166628
Newly created process id or child pid is 166630

程序可以透過以下兩種方式之一終止：

• 異常終止，發生在傳遞某些訊號時，例如終止訊號。

• 正常終止，使用_exit()系統呼叫（或_Exit()系統呼叫）或exit()庫函式。

_exit()和exit()之間的主要區別在於清理活動。**exit()**在返回控制給核心之前會執行一些清理工作，而**_exit()**（或_Exit()）會立即將控制返回給核心。

考慮以下帶有exit()的示例程式。

檔名：atexit_sample.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void exitfunc() {
   printf("Called cleanup function - exitfunc()\n");
   return;
}

int main() {
   atexit(exitfunc);
   printf("Hello, World!\n");
   exit (0);
}

編譯和執行步驟

Hello, World!
Called cleanup function - exitfunc()

考慮以下帶有_exit()的示例程式。

檔名：at_exit_sample.c

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

void exitfunc() {
   printf("Called cleanup function - exitfunc()\n");
   return;
}

int main() {
   atexit(exitfunc);
   printf("Hello, World!\n");
   _exit (0);
}

編譯和執行步驟

Hello, World!