前言

這學期在學作業系統，目前感覺還是挺有意思的。

作業系統老師：“鼓勵你們大開腦洞多試試，會有各種奇異的結果，但是最後居然都能解釋出來。”

本文是根據課上講解+自行實踐寫的。

測試環境：Ubuntu

正文

關於fork()的3種返回值

• 這裡提到的fork和下面程式中使用的fork()是一個C語言庫函式，不是系統呼叫級別的fork()；它根據不同的情況會返回3種類型的值。（而系統呼叫級別的fork只返回一種值：那就是創建出來的子程序的pid。）
  1. 在父程序中，返回建立的子程序的pid
  2. 在子程序中，返回0
  3. 出錯，返回負值

下面程式的if分支是對這個知識點的運用。

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

int main(){

	pid_t pid;
	pid = fork();  //建立子程序
	
	if(pid==0){
		printf("child process\n");
	}
	else if (pid>0){
		printf("parent process\n");
	}
	else{
		//error 這裡不作處理
	}	

}

輸出結果是：
parent process
child process
（不同作業系統中可能順序不一樣？因為父程序和子程序可以併發，執行順序由作業系統排程策略決定？——不是特別確定）

關於緩衝區

• 上課的時候老師提到了一個例子，讓我們回去自己試試

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

int main(){

	pid_t pid;
	
	//第一種
	printf("start...");
	//第二種
	//printf("start...\n");
	
	pid = fork();
	
	if(pid==0){
		printf("child process\n");
	}
	else if (pid>0){
		printf("parent process\n");
	}
	else{
		//error 這裡不作處理
	}	

}
 

可以看到我們在fork()呼叫前寫了一局printf，兩種情況唯一的區別就是多了個’\n’。

• 輸出結果：
  1. 第一種：
     start…parent process
     start…child process
  2. 第二種：
     start…
     parent process
     child process

看到這個結果我就覺得可能是’\n’能重新整理/清除緩衝區之類的原因吧。然後問了下老師。

• 我：pcb中是否存在類似輸出緩衝區的資訊，而換行可以重新整理/清空緩衝區？所以執行fork()時，"start…"還在緩衝區沒有真正地被輸出在顯示器上，就被複制到子程序的pcb中的緩衝區去了。
• 老師：如果不強制清除緩衝區，想當於子程序不僅copy了父程序的記憶體、PCB，還copy了緩衝區的內容。\n 或者flush都是強制清除緩衝區，所以加\n就是清除之後再執行下一條指令。如果不加\n，提交到緩衝區就接著執行下一條指令了。

關於wait()的機制

• 經過測試，Ubuntu下：當父程序呼叫wait()函式時，是從呼叫的那一刻起，CPU就不再執行父程序了，父程序進入waiting（阻塞）狀態，等待合作程序（子程序）的訊息，直到子程序完全結束，父程序才會變成ready（就緒）狀態。
• 因為只在Ubuntu和Mac os上測試了下，在別的系統中還有一種可能(雖然並未找到這樣的系統，因為根本沒有去試)：CPU還是會執行父程序，只是每次執行的時候都因為fork()、wait()返回值之類的原因在一直停留在wait()，無法執行下面的語句，造成從表面上看好像沒有執行的假象。