linux进程系列(4)父子进程的缓存方式写文件

谁践踏了优雅 2022-07-15 11:53 163阅读 0赞

前面的文章讨论了父进程创建了子进程以后，子进程会拷贝父进程代码段、数据段和堆、栈中的数据。那对于父子进程对文件进行基于缓存的写操作是怎么处理的呢？我们先看看下面的代码。

process\_fork4.c

/\*  
 \* process\_fork4.c  
 \*  
 \*  Created on: 2016-11-13  
 \*      Author: river  
 \*/  
/\*  
 \* process\_fork3.c  
 \*  
 \*  Created on: 2016-11-13  
 \*      Author: river  
 \*/  
\#include <unistd.h>  
\#include <string.h>  
\#include <fcntl.h>  
\#include <stdio.h>  
\#include <stdlib.h>  
  
int g\_v = 30;  
  
int main()  
\{  
    int a\_v = 30;  
    static int s\_v = 30;  
    printf("pid: %d\\n", getpid());  
  
    FILE \*fp = fopen("s.txt", "w");  
    int fd = open("s\_fd.txt", O\_WRONLY | O\_CREAT | O\_TRUNC, S\_IRWXU | S\_IRWXG);  
    char \*s = "hello iotek";  
    ssize\_t size = strlen(s) \* sizeof(char);  
  
    /\*父进程调用\*/  
    //标准IO函数（带缓存--->全缓存）  
    fprintf(fp, "s:%s, pid:%d", s, getpid());//写入缓存  
    //内核提供的IO系统调用（不带缓存）  
    write(fd, s, size);//直接写入文件  
  
    pid\_t pid;  
    pid = fork();//创建子进程  
    //在fork之后会运行2个进程（父进程、子进程）  
    if(pid < 0)  
    \{  
        perror("fork error");  
    \}  
    else if(pid > 0)  
    \{//父进程（在父进程中fork返回的是子进程的pid）  
     //父进程执行的代码...  
        g\_v = 40;  
        a\_v = 40;  
        s\_v = 40;  
        printf("I am parent process pid is %d\\n", getpid());  
        printf("g\_v: %p, a\_v: %p, s\_v: %p\\n", &g\_v, &a\_v, &s\_v);  
    \}  
    else  
    \{//子进程（在子进程中fork返回的是0）  
     //子进程执行的代码...  
        printf("pid: %d, g\_v:%d, a\_v:%d, s\_v:%d\\n", getpid(), g\_v, a\_v, s\_v);  
        g\_v = 50;  
        a\_v = 50;  
        s\_v = 50;  
        printf("I am child process pid is %d\\n", getpid());  
        printf("g\_v: %p, a\_v: %p, s\_v: %p\\n", &g\_v, &a\_v, &s\_v);  
    \}  
  
    //父子进程都要执行（写入缓存）  
    fprintf(fp, " pid: %d, g\_v:%d, a\_v:%d, s\_v:%d\\n", getpid(), g\_v, a\_v, s\_v);//父子进程都执行  
  
    sleep(1);//睡眠1s使得父子进程可以交替运行  
  
    exit(0);  
\}  
    上面的代码中，我们创建了2个文件s.txt、s\_fd.txt，在父进程中用基于缓存的标准IO函数fprintf()和不带缓存的write系统调用分别对这两个文件进行写操作（红色标示代码）。然后在父子进程都执行的代码段（绿色标示的代码）使用基于缓存的标准IO函数对s.txt进行写操作。

程序运行结果是在s\_fd.txt写入了hello iotek，在s.txt中写入了如下内容：

s:hello iotek, pid:2863pid: 2863, g\_v:40, a\_v:40, s\_v:40  
     s:hello iotek, pid:2863 pid: 2864, g\_v:50, a\_v:50, s\_v:50

在s.txt文件中，蓝色部分是父进程第一次写入的，绿色部分是在父进程完成变量修改后写入到文件中的，棕色部分是子进程继承自父进程的数据（从父进程堆拷贝到子进程的数据，因为是使用的带缓存的函数，这部分缓存被保存到堆中，基于文件的缓存是全缓存，只要缓存没有满，就会等到程序结束再清缓存），黑色部分是子进程完成变量修改后，写入到文件中的。具体的原理参考下面的图：

![Center][]

注释：上图子进程框图中第二行内容应为：pid: 2864, g\_v:50, a\_v:50, s\_v:50，笔误。

[Center]: /images/20220715/18d98684cdb543029b00e7477bd04dae.png