如何使用fork()创建确切数量的子进程

Question

我正在开发一个会多次执行特定任务的程序。我已经使用线程编写了该程序，但现在需要使用fork（）来实现。

使用线程时，我只需创建指定数量的线程，让它们执行函数（更改共享内存中的变量），然后最终执行使用共享内存中的最终值的某些操作。

现在，我想做同样的事情，但不确定如何做到这一点，因为每次调用fork（）时，它本质上都会成倍增加。所以，如果我在for循环中调用fork（），则每个父进程和子进程都将通过循环，在自己身上调用fork（）。

简而言之，我的问题是： 如何使用fork创建精确数量的子进程（假设我需要5个子进程），并使父进程等待这些5个子进程执行完毕后再继续执行？

感谢您的帮助！

- pledgehollywood

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每个孩子都知道它是孩子；确保它只做一个孩子应该做的事情（去上学？），并确保它在父进程执行的位置退出而不是继续执行（在工作中？）。就像 niculare 或 Quentin 的答案一样。 - Jonathan Leffler

Answer 1

我认为这个方案可行:

int processes = 5;
int i;
for (i = 0; i < processes; ++i) {
    if (fork() == 0) {
        // do the job specific to the child process
        ...
        // don't forget to exit from the child
        exit(0);
    }
}
// wait all child processes
int status;
for (i = 0; i < processes; ++i)
    wait(&status);

- niculare

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这个代码是有效的，但你需要调用waitpid函数5次而不是一次。waitpid(-1)表示等待“任何”子进程退出，而不仅仅是一个。 - selbie

这难道不意味着每个子进程都将继续循环吗？例如，当i为0时，您会生成一个子进程，现在子进程和父进程都有循环并且都增加i，两者都fork一个新的子进程，现在您有4个进程，所有进程都增加i...等等。也许我错了，需要喝咖啡... - dreamlax

@dreamlax fork() 在子进程中返回0，在父进程中返回子进程的pid。检查 if (fork() == 0) 确保 if 块中的代码只会被子进程执行。由于 if 块中没有 fork()，因此子进程不会创建更多进程。 - niculare

@niculare：现在加上了exit(0)，这就有了很大的区别！没有它，子进程将会像父进程一样继续循环。 - dreamlax

Answer 2

你可以将进程结构化，使每个进程分叉出相应数量的子进程（例如，父进程分叉n次，子进程分叉n-1次，它们的子进程分叉n-2次等），或者限制分叉只有父进程继续循环（这将是最简单的情况）。因此让子进程退出循环。

- hdante

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如果子进程退出循环，这意味着最终我们没有任何活动的子进程？ - Wokers

不，子进程会退出fork()循环，但是继续正常执行。父进程会在循环中创建更多的子进程，并最终退出循环。 - hdante