Linux进程通信
在Linux环境下，用c语言编程，使用系统调用fork创建进程多个子进程。
fork():建立子进程。子进程得到父进程地址空间的一个复制。
返回值：成功时，该函数被调用一次，但返回两次，fork（）对子进程返回0，对父进程返回子进程标识符（非0值）。不成功时对父进程返回-1，没有子进程。
(1) 调试并完成下列程序，完成实验要求：
#include "stdio.h"
int main()
{
int pid1;
int pid2;
pid1 = fork();
pid2 = fork();
printf("pid1:%d, pid2:%d\n", pid1, pid2);
return 0;
}
要求：
A.请说出执行这个程序后，将一共运行几个进程。
B.观察运行结果，并给出分析与解释。
答：（执行程序的相关步骤）
编辑源程序：
命令行下编辑：
A：4个进程
B：运行结果为：
分析：
fork的作用是复制一个与当前进程一样的进程。新进程的所有数据（变量、环境变量、程序计数器等）数值都和原进程一致，但是是一个全新的进程，并作为原进程的子进程。
fork()返回值意义如下：
0：在子进程中，pid变量保存的fork()返回值为0，表示当前进程是子进程
>0：在父进程中，pid变量保存的fork()返回值为子进程的ID值（进程唯一表示符）。
我们可以根据返回值的不同来判断先执行父进程还是子进程。
1、执行此程序，启动了一个进程，我们设这个进程为P0，设其PID为XXX（解题过程不需知道其PID）。
2、当执行到pid1 = fork();时，P0启动一个子进程P1，由运行结果知P1的PID为2597。我们暂且不管P1。
3、P0中的fork返回2597给pid1，继续执行到pid2 = fork();，此时启动另一个新进程，设为P2，由运行结果知P2的PID为2598。同样暂且不管P2。
4、P0中的第二个fork返回2598给pid2，继续执行完后续程序，结束。所以，P0的结果为“pid1:2597, pid2:2598”。
5、再看P2，P2生成时，P0中pid1=2597，所以P2中pid1继承P0的2597，而作为子进程pid2=0。P2从第二个fork后开始执行，结束后输出“pid1:2597, pid2:0”。
6、接着看P1，P1中第一条fork返回0给pid1，然后接着执行后面的语句。而后面接着的语句是pid2 = fork();执行到这里，P1又产生了一个新进程，设为P3。先不管P3。
7、P1中第二条fork将P3的PID返回给pid2，由运行结果知P3的PID为2599，所以P1的pid2=1003。P1继续执行后续程序，结束，输出“pid1:0, pid2:2599”。
8、P3作为P1的子进程，继承P1中pid1=0，并且第二条fork将0返回给pid2，所以P3最后输出“pid1:0, pid2:0”。
9、至此，整个执行过程完毕。
（2）首先分析一下程序运行时其输出结果有哪几种可能性，然后实际调试该程序观察其实际输出情况，比较两者的差异，分析其中的原因。
void main ()
{ int x=5;
if( fork( ) )
{
x+=30;
printf (“%d\n”,x);
}
else
printf(“%d\n”,x);
printf((“%d\n”,x);
}
1.预计实验结果：
猜测有6种情况：
35 35 35 5 5 5
35 5 5 5 35 35
5 35 5 35 5 35
5 5 35 35 35 5
2.实际输出情况：
3.分析：
当这个程序执行if(fork())时，系统创建一个新的进程（子进程）， 新进程绝大部分是复制原进程，但他们相互独立。
在父进程中，fork()函数返回刚刚创建的子进程的pid，且这个pid不为0，所以程序执行x+=30和printf(“%d\n,x”)，所以父进程输出的x值为35。
在子进程中，fork()函数返回0， 所以程序执行printf(“%d\n”,x)，因为子进程从父进程那里得到的x赋值为5，且没有被重新赋值，所以输出x的值为5。
在两个进程中，都会执行最后一条程序printf((“%d\n”,x)。
因为这个程序运行所需的时间实在是太短，默认先运行的父进程完全可以在系统给定的时间片内运行完，如果没有出现什么其他情况而挂起，子进程就只能等到父进程运行完后才能运行。所以得到如上输出结果。
(3)参考下面的相关程序实例，编写一个管道实验程序，实现两个进程之间的数据通信。
要求：父进程顺序写入26个英文字符（或其他），子进程读出相应内容，并写入文件pipo.txt，并显示出来。
1.设计步骤：
第一步：用pipe()创建一个管道fd （fd[0]用于读管道，fd[1]用于写管道）
第二步：用fork产生两个进程：父进程与子进程
第三步：把父进程的字符串写入管道，写完后关闭写端
第四步：子进程读取父进程传输的信息，关闭读端
2.数据结构：定义一个字符串数组str[26]用于存放父进程将要传送给子进程的消息。
3.关键代码：
#include “stdio.h”
#include “string.h”
int main()
{
char str[50]="I’m a hardworking student.";
int fd[2], childpid; // fd[0]用于读管道，fd[1]用于写管道
if (pipe(fd)<0) //创建管道如果失败
{
printf("pipe() error\n");
return -1;
}
childpid=fork();
while((childpid=fork())==-1); //直至创建成功
if (childpid==0) //子进程fork（）=0 所以子进程做读操作
{
close(fd[1]); //关闭写端
read(fd[0],str,sizeof(str)); //从管道口fd[0]读内容
FILE *fp;
fp=fopen("pipo.txt","w"); //创建文件
fprintf(fp,"%s\n",str); //写入文件
fclose(fp);
return 0;
}
else //父进程fork()返回子进程的PID！=0，所以父进程做写操作
{
close(fd[0]); //关闭读端
write(fd[1],str,strlen(str)); //从管道口fd[1]写内容
return 0;
}
}
4.实验结果：
5.分析说明：
父进程调用pipe函数创建管道，得到两个文件描述符fd[0]、fd[1]指向管道的读端和写端。
父进程调用fork创建子进程，那么子进程也有两个文件描述符指向同一管道。
父进程关闭管道读端，子进程关闭管道写端。父进程可以向管道中写入数据，子进程将管道中的数据读出。由于管道是利用环形队列实现的，数据从写端流入管道，从读端流出，这样就实现了进程间通信。