内核篇第一讲：linux创建进程

大家好，接下来的一段时间我将开始学习野火的Linux 系统课程并将学习到的干货逐步更新到我的CSDN博客中。没时间刷课的同学可以把我的博客喂给AI 突击一下。

一、查看进程

二、查看进程之间关系

1、常用参数

三、创建进程

[2、fork 基础介绍](#2、fork 基础介绍)

[1. 函数基础信息](#1. 函数基础信息)

[2. fork 执行流程核心结论](#2. fork 执行流程核心结论)

3、代码示例讲解

[1. 示例源码](#1. 示例源码)

[2. 程序运行输出](#2. 程序运行输出)

[3. 逐行执行拆解](#3. 逐行执行拆解)

[4. 高频坑点](#4. 高频坑点)

一、查看进程

复制代码

#查看系统全部进程并分页展示：

ps -ef | more

ps -ef
- ps：查看系统进程快照
- -e：显示所有进程（全部用户的进程）
- -f：完整格式输出（UID、PID、PPID、CMD 等详细信息）作用：列出系统全部进程的详细信息。
| 管道符 把左边命令ps -ef的标准输出 ，直接当作右边命令more的标准输入。
more 分页查看工具。当输出内容太长、一屏放不下时，一页一页显示；
- 回车：下一行
- 空格：下一页
- q：退出

二、查看进程之间关系

pstree：以树状结构打印进程父子关系 ，直观看到父进程、子进程的派生链条，比ps -ef看 PPID 更直观。

Linux 内核中所有进程起源于systemd（老系统是 init，PID=1）。

1、常用参数

pstree：默认，只显示进程名，精简树形
pstree -p：同时显示 PID 号（最常用，面试 / 调试必用）
pstree -u：显示进程所属用户
pstree -ap：显示 PID + 完整命令行

三、创建进程

2、fork 基础介绍

1. 函数基础信息

头文件：#include <unistd.h>

函数原型：pid_t fork(void);

pid_t：是进程 ID 类型，本质是整型，专门存放 PID。

返回值：

执行结果	进程类型	返回值含义
创建成功	父进程（原进程）	返回正整数，该数字就是新建子进程的 PID
创建成功	子进程（新建进程）	返回 0
创建失败	父进程（无子进程产生）	返回 -1，失败原因：内存不足、系统进程数量达到上限

2. fork 执行流程核心结论

fork 之前 ：操作系统只有1 个父进程 ，fork 前面的代码只会执行 1 次。
fork 之后 ：操作系统存在两个几乎完全相同的进程（父 + 子） ，fork后面的代码，父子进程各自执行一遍，一共执行 2 次。

子进程会拷贝父进程的内存空间、变量、文件描述符、程序计数器；现代 Linux 采用写时复制 COW ：刚 fork 时父子共享同一份物理内存，只有任意进程修改数据时，内核才单独复制内存页面，节省开销。父子进程是完全独立的进程，变量互相隔离，互不影响；CPU 调度器随机决定父子谁先运行，顺序不固定。

3、代码示例讲解

1. 示例源码

复制代码

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

int main()
{
    pid_t i;
    printf("before fork!\r\n");  // fork【之前】代码，仅父进程执行
    i = fork();                  // 在此处分裂，产生子进程
    printf("after fork:i=%d\r\n",i); // fork【之后】代码，父子各跑一次
    return 0;
}

2. 程序运行输出

复制代码

before fork!
after fork:i=28108
after fork:i=0

3. 逐行执行拆解

程序启动，只有父进程，执行到printf("before fork!\r\n"); 因为带\n换行符，刷新 stdout 缓冲区，打印一行before fork!（只打印一次）。
执行 i = fork();
- 内核创建子进程，复制父进程上下文，两个进程都停在 fork 返回位置。
- 父进程 ：变量i = 28108（28108 就是子进程 PID）
- 子进程 ：变量i = 0
父子两个进程并行继续执行 fork 之后的代码：
- 父进程执行printf("after fork:i=28108\r\n",i); → 输出after fork:i=28108
- 子进程执行printf("after fork:i=0\r\n",i); → 输出after fork:i=0

4. 高频坑点

缓冲区陷阱： 如果printf("before fork!");不加换行\n ，会打印两次before fork!。原因：printf 输出保存在用户缓冲区，没有刷新；fork 拷贝内存的时候，连同缓冲区里未输出的字符串一起复制。父子进程退出时，各自刷新缓冲区，就输出两遍。

\n的作用：刷新标准输出缓冲区。

父子执行顺序不确定 谁先打印由操作系统调度器决定，不一定父进程一定优先输出。
父子进程变量相互独立父的i和子的i是两份独立副本，修改互不干扰。