一个很有趣的fork面试程序，和大家分享下经验 - 快车库

为了暑期的腾讯实习，拿到offer之后一直在linux的道路上不断学习。
这两天逛了下酷壳大神的blog（http://coolshell.cn/articles/7965.html），偶然看到一个关于fork小问题，虽然之前想通了，不过还是值得回味并且和大家分享下的。

大家有兴趣可以想想，下面输出了多少个“g”？

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main(void)
{
   int i;
   for(i=0; i<2; i++){
      fork();
      printf("g");
   }

   wait(NULL);
   wait(NULL);

   return 0;
}

也许你很快就说，那么简单，第一次循环，fork后2个进程，第二次再fork出4个，一共6个进程，肯定是6个“g”

恭喜你，如果我是面试官，那么你已经跪了＝＝

答案：会输出8个“g”

有一个很重要的东西是，在fork()的调用处，整个父进程空间会原模原样地复制到子进程中，包括指令，变量值，程序调用栈，环境变量，缓冲区，等等。

等等！！什么，你说全部复制过去？那么我可以解释为：
上面的那个程序为什么会输入8个“-”，这是因为printf(“-“);语句有buffer

我们来试试printf的缓冲区：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>    //for sleep()

int main(void)
{
    printf("/nstart the dead loop/n");
    while(1)
    {    
        printf("/b->");
        fflush(stdout);//刷新输出缓冲区
        usleep(100000);
    }
    return 1;
}

哦哦！！如果不做fflush这个动作，上边的输出便不会显示到屏幕上咯？
除非其中有换行操作或者缓冲区，这也许就是所谓的“到终端行规程”！

呃呃，不要脱离了重点，我们还是回到刚才的fork问题上～

既然我们知道了printf有缓冲区，那么，又如何？

容我引用下酷壳大神美丽的图解：

你可以清楚的看到，用阴影框标注出来的两个“最终版子进程（i＝2）”

他们在fork拷贝的时候，就将 parent的缓冲区一并拷贝过去，这时“g”还在缓冲区
那么，在输出的时候，两个子进程才一并把“g”从缓冲区输出来，那么是不是两个子进程没人多输出了一个？
1+1+1+1+12+12=8个

OK,我知道你和我一样可能有点懵懵的，我改下程序咯～

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main(void)
{
   int i;
   for(i=0; i<2; i++){
      fork();
      printf("g  ppid=%d, pid=%d, i=%d ", getppid(), getpid(), i);
   }

   wait(NULL);
   wait(NULL);

   return 0;

你可以gcc下这个程序，在我的电脑里输出是这样的：

g  ppid=3082, pid=3128, i=0 g  ppid=3128, pid=3130, i=1 
g  ppid=3128, pid=3129, i=0 g  ppid=3129, pid=3131, i=1 
g  ppid=3128, pid=3129, i=0 g  ppid=3128, pid=3129, i=1 
g  ppid=3082, pid=3128, i=0 g  ppid=3082, pid=3128, i=1

可以看到ppid为3082 pid为3128的输出有3次
同样的，ppid为3128 pid为3129的输出有3次

你将显然发现，原本i＝0时应该只会有两个“g”被输出，但是现在居然诡异地多出了两个？到底是哪两个呢？
我索性标注下这个输出结果吧～

（1）g  ppid=3082, pid=3128, i=0 （5）g  ppid=3128, pid=3130, i=1 
（2）g  ppid=3128, pid=3129, i=0 （6）g  ppid=3129, pid=3131, i=1 
（3）g  ppid=3128, pid=3129, i=0 （7）g  ppid=3128, pid=3129, i=1 
（4）g  ppid=3082, pid=3128, i=0 （8）g  ppid=3082, pid=3128, i=1

明显的，（1）和（4）是“不可能”有两个的，（2）和（3）也是，现在你知道了吧，i＝0时的两个进程，在下一次fork的时候各自成为了下一个父进程，在这一次fork时，他们的信息被完全复制到了子进程，那么最后一步每一个子进程缓冲区里还存有多余的“g”（见上图）

你还可以用pstree -p | grep fork命令试下
可以得出一个树状的结构：

$ pstree -p | grep fork
|-bash(3082)-+-fork(3128)-+-fork(3129)---fork(3131)
|            |            `-fork(3130)

那么，最后我们再试试，在printf一个g的后面加上一个换行符（或者fflush）

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main(void)
{
   int i;
   for(i=0; i<2; i++){
      fork();
      printf("g\n");
   }

   wait(NULL);
   wait(NULL);

   return 0;
}

输出的结果将是换行的6个“g
原因就在于，每一次换行，缓冲区的“g”，就会把数据“刷”出缓冲区

（其实或是EOF，或是缓中区满，或是文件描述符关闭，或是主动flush，或是程序退出）

下次大家在面试的时候如果遇到这个问题，相信都可以迎刃而解了吧～～～
（再次感谢酷壳大神，大家对我的看法如果有问题欢迎交流！）