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每个进程都有一个唯一的标识符，进程ID（process ID）。
进程的ID是可重用的，如果一个进程被终止，那么它的进程ID会被系统回收，但是会延迟使用，防止该进程ID标识的新进程被误认为是以前的进程。
三个特殊ID的进程：
获取进程各种ID的相关函数：
函数声明：
#include <unistd.h>
pid_t getpid(void); ? ? // Returns: process ID of calling process
pid_t getppid(void); ? ? ? ?// Returns: parent process ID of calling process
uid_t getuid(void); ? ? ? ?// Returns: real user ID of calling process
uid_t geteuid(void); ? ? ? // Returns: effective user ID of calling process
gid_t getgid(void); ? ? ? ?// Returns: real group ID of calling process
gid_t getegid(void); ? ? ? ?// Returns: effective group ID of calling process
这里的各种ID在前面第三篇中有说明，http://www.cnblogs.com/suzhou/p/4295535.html
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fork函数用于一个已存在的进程创建一个新的进程。
函数声明：
#include <unistd.h>
pid_t fork(void);
函数细节：
Example：
#include "apue.h"
?
int ? ? globvar = 6;? ? ? ? /* external variable in initialized data */
char? ? buf[] = "a write to stdout\n";
?
int
main(void)
{
? ? int ? ? var;? ? ? ? /* automatic variable on the stack */
? ? pid_t ? pid;
?
? ? var = 88;
? ? if (write(STDOUT_FILENO, buf, sizeof(buf)-1) != sizeof(buf)-1)
? ? ? ? err_sys("write error");
? ? printf("before fork\n");? ? /* we don‘t flush stdout */
?
? ? if ((pid = fork()) < 0) {
? ? ? ? err_sys("fork error");
? ? } else if (pid == 0) {? ? ? /* child */
? ? ? ? globvar++;? ? ? ? ? ? ? /* modify variables */
? ? ? ? var++;
? ? } else {
? ? ? ? sleep(2); ? ? ? ? ? ? ? /* parent */
? ? }
?
? ? printf("pid = %ld, glob = %d, var = %d\n", (long)getpid(), globvar,
? ? ? var);
? ? exit(0);
}
执行结果：
pid为12291的进程为子进程，对变量glob和var进行了加1。
当把输出重定向到一个文件时，我们发现结果和直接输出到终端中不太一样：
原因：?
?
当调用fork函数时，父进程的所有打开的文件描述符都会复制一份到子进程中，包括文件偏移量（file offset）。
所以当父子进程同时写文件时，他们的操作都会更新同一个文件偏移量（file offset），加入子进程向文件中写入了一部分数据，同时更新了file offset，那么父进程进行写入操作时，会使用跟新以后的offset，从而避免了覆盖了子进程写入的数据。
父子进程共享文件如下图所示：
我们可以发现，父子进程拥有相同的文件描述符，又没有其他的同步方式，所以他们的输出可能会混起来（intermixed）。
fork之后，常见的处理父子进程拥有的文件描述符有两种方式：
除了打开的文件描述，其他的子进程会继承自父进程的内容包括：
父子进程不同的地方包括：
?
vfork和fork有相同的返回值。
vfork和fork的不同点：
?Example:
#include "apue.h"
?
int ? ? globvar = 6;? ? ? ? /* external variable in initialized data */
?
int
main(void)
{
? ? int ? ? var;? ? ? ? /* automatic variable on the stack */
? ? pid_t ? pid;
?
? ? var = 88;
? ? printf("before vfork\n"); ? /* we don‘t flush stdio */
? ? if ((pid = vfork()) < 0) {
? ? ? ? err_sys("vfork error");
? ? } else if (pid == 0) {? ? ? /* child */
? ? ? ? globvar++;? ? ? ? ? ? ? /* modify parent‘s variables */
? ? ? ? var++;
? ? ? ? _exit(0); ? ? ? ? ? ? ? /* child terminates */
? ? }
?
? ? /* parent continues here */
? ? printf("pid = %ld, glob = %d, var = %d\n", (long)getpid(), globvar,
? ? ? var);
?
? ? exit(0);
}
运行结果：
?
正常退出：三个函数exit，?
如果子进程不正常退出，则内核保证记录该进程的异常退出状态，该进程的父进程可以通过调用wait或者waitpid函数获取该子进程的异常退出状态。
如果父进程在子进程之前终止，则init进程成为该子进程的父进程。从而保证每个进程都有父进程。
如果子进程先终止（异常终止或者正常退出），内核会保存该子进程的部分信息，包括进程pid，进程终止时的状态和该进程占用的CPU时间，同时内核会清除该进程占用的内存，关闭所有已经打开的文件描述符。父进程可以通过检查该信息获取子进程的终止情况。
如果子进程先终止，而没有父进程调用waitpid获取该子进程的信息，那么这种进程被成为僵尸进程。使用ps命令可以看到僵尸进程的相关信息。
如果父进程为init进程，那么子进程异常终止并不会成为僵尸进程，因为init进程会对它的所有子进程调用wait函数获取子进程的终止状态。
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子进程终止，内核会向父进程发送SIGCHLD信号。父进程默认的行为是忽略该信号，父进程也可以设置一个信号处理函数，当捕捉到该信号时，调用该处理函数，在后面的相关章节会介绍信号相关的概念。
本节介绍的wait和waitpid函数的作用是：
需要注意的一点是，如果我们在接收到SIGCHLD信号后，调用wait函数，则该函数会立刻返回。在其他情况下调用wait函数，则会阻塞。
函数声明：
#include <sys/wait.h>
pid_t wait(int *statloc);
pid_t waitpid(pid_t pid, int *statloc, int options);?
// Both return: process ID if OK, 0,or -1 on error
两个函数之间的区别：
函数细节：
返回值检查：
使用四个宏来检查wait和waitpid函数来获取子进程的终止状态（terminated status），如退出状态，信号值等信息。
四个宏的具体说明见下表所示：
pid的取值对waitpid函数行为的影响：
参数option的取值：
waitpid函数提供了三个wait没有的特性：
?
#include "apue.h"
#include <sys/wait.h>
?
int
main(void)
{
? ? pid_t ? pid;
?
? ? if ((pid = fork()) < 0) {
? ? ? ? err_sys("fork error");
? ? } else if (pid == 0) {? ? ? /* first child */
? ? ? ? if ((pid = fork()) < 0)
? ? ? ? ? ? err_sys("fork error");
? ? ? ? else if (pid > 0)
? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? exit(0);? ? /* parent from second fork == first child */
? ? ? ? }
?
? ? ? ? /*
?? ? ? ? * We‘re the second child; our parent becomes init as soon
?? ? ? ? * as our real parent calls exit() in the statement above.
?? ? ? ? * Here‘s where we‘d continue executing, knowing that when
?? ? ? ? * we‘re done, init will reap our status.
? ? ? ? ?*/
? ? ? ? sleep(2);
? ? ? ? printf("second child, parent pid = %ld\n", (long)getppid());
? ? ? ? exit(0);
? ? }
?
? ? if (waitpid(pid, NULL, 0) != pid) ? /* wait for first child */
? ? ? ? err_sys("waitpid error");
?
? ? /*
?? ? * We‘re the parent (the original process); we continue executing,
?? ? * knowing that we‘re not the parent of the second child.
?? ? */
? ? exit(0);
}
执行结果：
结果分析：
在这里我们fork了两次，原因是，当我们想fork一个子进程出来，而我们不希望父进程阻塞在wait函数，并且不希望由于父进程没有调用wait函数先退出导致子进程成为僵尸进程，那么fork两次，并且退出第一个子进程，可以使得父进程及时退出，并且第二个子进程的父进程变成init进程。
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本篇主要介绍了fork、vfork、僵尸进程、wait和waitpid函数，这些在unix环境中都是很重要的概念和函数，并且在面试中也经常问到。
下一篇的内容包括：
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参考资料：
《Advanced Programming in the UNIX Envinronment 3rd》
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UNIX高级环境编程（9）进程控制（Process Control）- fork，vfork，僵尸进程，wait和waitpid
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原文地址：http://www.cnblogs.com/suzhou/p/4348978.html
