A chamada do sistema fork é usada para criar um novo processo, que é chamado de processo filho , que é executado simultaneamente com o processo que faz a chamada fork() (processo pai). Depois que um novo processo filho é criado, ambos os processos executarão a próxima instrução após a chamada de sistema fork(). Um processo filho usa o mesmo pc (contador de programa), os mesmos registros de CPU, os mesmos arquivos abertos que usam no processo pai.

Não leva parâmetros e retorna um valor inteiro. Abaixo estão os diferentes valores retornados por fork().

Valor negativo : a criação de um processo filho não foi bem-sucedida.
Zero : Retornado ao processo filho recém-criado.
Valor positivo : devolvido ao pai ou ao autor da chamada. O valor contém o ID do processo do processo filho recém-criado.

Observe que os programas acima não compilam no ambiente Windows.

1. Prever a saída do seguinte programa: .
   
   

   
   
   

   #include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h> int main() {        // make two process which run same     // program after this instruction     fork();        printf("Hello world!\n");     return 0; }

   Saída:

   Olá Mundo!
   Olá Mundo!
   

   
   
   
   
2. Calcule o número de vezes que hello é impresso:
   
   

   
   
   

   #include <stdio.h> #include <sys/types.h> int main() {     fork();     fork();     fork();     printf("hello\n");     return 0; }

   Saída:

   Olá
   Olá
   Olá
   Olá
   Olá
   Olá
   Olá
   Olá
   

   O número de vezes que 'hello' é impresso é igual ao número de processos criados. Número total de processos = 2 ⁿ , onde n é o número de chamadas de sistema de bifurcação. Então aqui n = 3, 2 ³ = 8

   Vamos colocar alguns nomes de rótulos para as três linhas:

   garfo(); // Linha 1
   garfo(); // Linha 2
   garfo(); // Linha 3
   
          L1 // Haverá 1 processo filho 
       / \ // criado pela linha 1.
     L2 L2 // Haverá 2 processos filho
    / \ / \ // criado pela linha 2
   L3 L3 L3 L3 // Haverá 4 processos filho 
                   // criado pela linha 3
   
   

   Portanto, há um total de oito processos (novos processos filho e um processo original).

   Se quisermos representar a relação entre os processos como uma hierarquia em árvore, seria o seguinte:

   O processo principal:
   Processos P0 criados pela 1ª bifurcação: P1
   Processos criados pela 2ª bifurcação: P2, P3
   Processos criados pela 3ª bifurcação: P4, P5, P6, P7

                P0
            / | \
          P1 P4 P2
         / \ \
       P3 P6 P5
      /
    P7
   

3. Preveja o resultado do seguinte programa:
   
   

   
   
   

   #include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h> void forkexample() {     // child process because return value zero     if (fork() == 0)         printf("Hello from Child!\n");        // parent process because return value non-zero.     else         printf("Hello from Parent!\n"); } int main() {     forkexample();     return 0; }

   Saída:

   
   
   
   

   1
   Hello from Child!
   Olá do pai!
        (ou)
   2
   Olá do pai!
   Hello from Child!
   

   No código acima, um processo filho é criado. fork() retorna 0 no processo filho e um inteiro positivo no processo pai.
   Aqui, duas saídas são possíveis porque o processo pai e o processo filho estão sendo executados simultaneamente. Portanto, não sabemos se o sistema operacional primeiro dará controle ao processo pai ou ao processo filho.

   Importante: o processo pai e o processo filho estão executando o mesmo programa, mas isso não significa que sejam idênticos. O SO aloca dados e estados diferentes para esses dois processos, e o fluxo de controle desses processos pode ser diferente. Veja o próximo exemplo:

4. Preveja o resultado do seguinte programa:
   
   

   
   
   

   #include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h>    void forkexample() {     int x = 1;        if (fork() == 0)         printf("Child has x = %d\n", ++x);     else         printf("Parent has x = %d\n", --x); } int main() {     forkexample();     return 0; }

   Saída:

   Pai tem x = 0
   Criança tem x = 2
        (ou)
   Criança tem x = 2
   Pai tem x = 0
   

   Aqui, a mudança da variável global em um processo não afeta dois outros processos porque os dados / estado de dois processos são diferentes. E também pai e filho são executados simultaneamente, de modo que duas saídas são possíveis.

fork() vs exec()

A chamada de sistema fork cria um novo processo. O novo processo criado por fork() é uma cópia do processo atual, exceto pelo valor retornado. A chamada de sistema exec() substitui o processo atual por um novo programa.

Exercício:

1. Um processo executa o seguinte código:
   
   

   
   
   

   for (i = 0; i < n; i++)     fork();

   O número total de processos filho criados é: (GATE-CS-2008)
   (A) n
   (B) 2 ^ n - 1
   (C) 2 ^ n
   (D) 2 ^ (n + 1) - 1;

   Veja esta solução.

2. Considere o seguinte fragmento de código:
   
   

   
   
   

   if (fork() == 0) {     a = a + 5;     printf("%d, %d\n", a, &a); } else {     a = a –5;     printf("%d, %d\n", a, &a); }

   Sejam u, v os valores impressos pelo processo pai e x, y os valores impressos pelo processo filho. Qual das opções a seguir é VERDADEIRA? (GATE-CS-2005)
   (A) u = x + 10 ev = y
   (B) u = x + 10 ev! = Y
   (C) u + 10 = x e v = y
   (D) u + 10 = x e v! = y
   Veja isto para a solução.

3. Preveja a saída do programa abaixo.

   
   

   
   
   

   #include <stdio.h> #include <unistd.h> int main() {     fork();     fork() && fork() || fork();     fork();        printf("forked\n");     return 0; }

   Veja isso para solução

Artigos relacionados:
Programa C para demonstrar processos fork() e pipe()
Zombie e Orphan em C
fork() e processos p / w de memória compartilhada criados com ele.

Referências:
http://www.csl.mtu.edu/cs4411.ck/www/NOTES/process/fork/create.html

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