一个 fork 的面试题(基于自己的理解)

原文出处（可供参考！）：http://www.oschina.net/question/195301_62902

 

原出处的代码认为不太好理解，经过自己的修改，与理解，再经过自己的实验，附上自己的说明如下：

读者可以参考APUE的p173-174的一个例子与说明，来理解。

这里只是自己的读书笔记，积累下来有备于日后的工作开发，纯属个人观点，欢迎批评指正。

 

前两天有人问了个关于Unix的fork()系统调用的面试题，这个题正好是我大约十年前找工作时某公司问我的一个题，我觉得比较有趣，写篇文章与大家分享一下。这个题是这样的：

题目：请问下面的程序一共输出多少个“-”？

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int main(void)
{
int i;
for(i=0; i<2; i++)
{
fork();
printf("-\n");
}
return 0;
}

文件名记为：shiyan-fork.c

[root@hxyshiyan-fork]#vi shiyan-fork.c
[root@hxyshiyan-fork]#gcc -g -o shiyan-fork shiyan-fork.c
[root@hxyshiyan-fork]#./shiyan-fork
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分析：因为为printf("-\n");而非printf("-");个人认为这样比较好分析且理解。
因为\n表示换行与回车，顺理成章的输出6个"-"是可以理解的。
 
正如下图（图引用原出处）所示：的一个二叉树，除了二叉树的根为每个节点都产生一个"-"；
 
 
 



 
 
但是如果进行重定向输出到一个文件为shiyan-fork.out的文件
实验结果如下：
 

[root@hxyshiyan-fork]#./shiyan-fork > shiyan-fork.out
[root@hxyshiyan-fork]#cat shiyan-fork.out
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分析：由以上结果得知，输出了8个"-";
APUEp174中第三段的第三行有一句话“如果标准输出连到终端设备，则它是行缓冲的，否则它是全缓冲的。”
因为上面为重定向输出，则是全缓冲的。
 
如下图（画图比较粗略，精致的图见上图）：各个节点的输出的"-"的数目，一共有8个"-"；因为重定向输出，二叉树的第三层的Child的节点的fork复制上面的储存空间，则第三层child的节点将产生2个"-"；
 
 



按照推理，如果源代码为如下则：
 

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int main(void)
{
int i;
for(i=0; i<3; i++)
{
fork();
printf("-\n");
}
return 0;
}

实验结果：每个节只产生一个则，只有14个"-"，因为是行缓冲。

[root@hxyshiyan-fork]#vi shiyan-fork.c
[root@hxyshiyan-fork]#gcc -g -o shiyan-fork shiyan-fork.c
[root@hxyshiyan-fork]#./shiyan-fork
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如下图：



 
 

实验结果：如果是重定向则，可以产生24个"-"，因为是全缓冲。
 

[root@hxyshiyan-fork]#./shiyan-fork > shiyan-fork.out
[root@hxyshiyan-fork]#cat shiyan-fork.out
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如下图：





子树的fork复制前面的数据空间到子进程，然后，自己再输出一个"-"，共24个；
 
明白了吧！
公式就数学归纳法：有兴趣自己推推，这里就不推了。
主要弄明白(1)fork机制与(2)行缓存与全缓存机制就可以了。