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fork函数
在linux中fork函数时非常重要的函数，它从已存在进程中创建一个新进程。新进程为子进程，而原进程为父进程。
#include <unistd.h>
pid_t fork(void);
//返回值：自进程中返回0，父进程返回子进程id，出错返回-1
进程调用fork，当控制转移到内核中的fork代码后，内核做：
- 分配新的内存块和内核数据结构给子进程
- 将父进程部分数据结构内容拷贝至子进程
- 添加子进程到系统进程列表当中
- fork返回，开始调度器调度
当一个进程调用fork之后，就有两个二进制代码相同的进程。而且它们都运行到相同的地方。但每个进程都将可以开始它们自己的旅程，看如下程序
#include<iostream>
#include<sys/types.h>
#include <unistd.h>
using namespace std;
int main()
{
cout << " I am a process :" << getpid() << endl;
pid_t id = fork();
if(id < 0)
{
cerr << "fork error" << endl;
return 1;
}
else if(id == 0)
{
//child
cout << "I am son "<< getpid() << endl;
sleep(5);
}
else{
//parent
cout << "I am father" <<getpid() << "My son pid" << id << endl;
sleep(5);
}
return 0;
}
运行结果：
这里看到了三行输出，我们可以看出，fork（）之前，父进程独立执行，fork之后，父子两个执行流分别执行。注意，fork之后，谁先执行完全由调度器决定。
fork返回值
fork 创建子进程是以父进程为模板的。fork 有两个返回值，子进程的返回值是 0，父进程的返回值为子进程的 pid！
为什么呢？
举个很简单的例子，一个父亲如果拥有多个孩子，每个孩子都知道父亲是唯一的，而父亲要对每个孩子进行不同的标识。
写时拷贝
程序 = 代码 + 数据
代码共享：所有代码共享！为什么？代码不可被修改，各自私有浪费空间。
默认情况下，父子进程共享代码，但是数据各自私有一份！（这里注意如果父子进程对数据只进行读取操作，则不进行私有化。）
数据为什么私有？概括的说：因为进程之间具有独立性。
细说：数据是很多的，不是所有的数据都要立马使用且不是所有的书库都需要拷贝。如果数据需要独立时，将数据全部拷贝，把本来应该在后面拷贝的，甚至是不需要拷贝的都拷贝了，就比较浪费时间！
如何理解写时拷贝？举个例子！！
数据10M，写入的时候1M，发生写时拷贝，是拷贝10M还是1M？
答案：1M！写入的时候进行拷贝。写入多少拷贝多少！
进程终止
进程退出场景
代码运行完毕，结果正确（退出码进行标识）
代码运行完毕，结果不正确（退出码进行标识）
代码异常终止（退出原因有意义 wait ， 没有意义退出码进行标识）
通过指令echo $?可查看进程的退出码
进程常见退出方法
- 从 main函数返回（return）
- 调用exit：终止整个进程在任何地方调用都会终止
- _exit
为什么main的return一般写成 0？
0 在函数设计中一般代表正确，非 0 错误，1，2，3，……对应一种原因
_exit函数
#include <unistd.h>
void _exit(int status);
参数：status 定义了进程的终止状态，父进程通过wait来获取该值
exit函数
#include <unistd.h>
void exit(int status);
exit最后也会调用_exit, 但在调用exit之前，还做了其他工作：
- 执行用户通过 atexit或on_exit定义的清理函数。
- 关闭所有打开的流，所有的缓存数据均被写入
- 调用_exit
进程等待
wait 方法
#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>
pid_t wait(int*status);
返回值：
成功返回被等待进程pid，失败返回-1。
参数：
输出型参数，获取子进程退出状态,不关心则可以设置成为NULL
#include<iostream>
#include<sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/wait.h>
using namespace std;
int main()
{
pid_t id = fork();
if(id == 0)
{
int count = 0;
while(1)
{
sleep (1);
cout << "child..." << endl;
if(count >= 15)
{
break;
}
count++;
}
exit(0);
}
else{
int count = 0;
while(1)
{
sleep(1);
cout << "father ...." << endl;
if(count > 20)
{
break;
}
count++;
}
wait(NULL);
}
cout << "hello world" << endl;
}
运行结果如下：子进程运行15秒之后终止，父进程等待5秒后对子进程进行回收。
waitpid方法
pid_ t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);
返回值：
当正常返回的时候waitpid返回收集到的子进程的进程ID；
如果设置了选项 WNOHANG,而调用中waitpid发现没有已退出的子进程可收集,则返回0；
如果调用中出错,则返回-1, 这时errno会被设置成相应的值以指示错误所在
- 如果子进程已经退出，调用wait/waitpid时，wait/waitpid会立即返回，并且释放资源，获得子进程退出信息。
- 如果在任意时刻调用wait/waitpid，子进程存在且正常运行，则进程可能阻塞。
- 如果不存在该子进程，则立即出错返回。
参数：
pid：
Pid = -1 等待任一个子进程。与wait等效。
Pid > 0 等待其进程ID与pid相等的子进程。
status:
WIFEXITED(status): 若为正常终止子进程返回的状态，则为真。（查看进程是否是正常退出）
WEXITSTATUS(status): 若WIFEXITED非零，提取子进程退出码。（查看进程的退出码）
options:
WNOHANG: 若pid指定的子进程没有结束，则waitpid()函数返回0，不予以等待。若正常结束，则返回该子进程的ID。
阻塞等待如下：
int main()
{
pid_t pid;
pid = fork();
if(pid < 0)
{
printf("%s fork error\n",__FUNCTION__);
return 1;
}
else if( pid == 0 )
{
//child
printf("child is run, pid is : %d\n",getpid());
sleep(5);
exit(257);
}
else
{
int status = 0;
pid_t ret = waitpid(-1, &status, 0);//阻塞式等待，等待5S
printf("this is test for wait\n");
if( WIFEXITED(status) && ret == pid )
{
printf("wait child 5s success, child return code is :%d.\n",WEXITSTATUS(status));
}
else
{
printf("wait child failed, return.\n");
return 1;
}
}
return 0;
}
获取子进程status
pid_ t waitpid(pid_t pid, int *status, int options)
wait和waitpid，都有一个status参数，该参数是一个输出型参数，由操作系统填充。
如果传递NULL，表示不关心子进程的退出状态信息。
否则，操作系统会根据该参数，将子进程的退出信息反馈给父进程。
status: 是一个整形指针，其实在传参的时候，该参数是一个输出型参数。
int st = 0;waitpid(pid, &st, 0) ; 开始等待，子进程退出，操作系统就会从进程PCB中读取退出信息，保存在 status 指向的变量中。返回之后，st 中保存的是我们进程退出的信息。
status不能简单的当作整形来看待，可以当作位图来看待，具体细节如下图（只研究status低16比特位）：
总结
wait：
是什么？
父进程通过 wait 等系统调用，用来等待子进程状态的一种现象
为什么？
- 防止子进程发生僵尸问题，进而产生内存泄漏
- 读取子进程状态
怎么办？
wait / waitpid， status（signal, exit code）