Python os.fork() 方法详解

Python os.fork() 是 Unix/Linux 系统下用于创建新进程的函数，它会在当前进程中复制出一个新的子进程，并且将子进程的进程 ID 返回给父进程。这个函数一般用于实现并发程序，例如服务器程序可以使用 fork() 创建子进程来处理客户端的连接请求。

在下面的攻略中，我们会详细讲解 os.fork() 的使用方法和注意事项。

os.fork() 的语法

os.fork() 的语法非常简单，只需要调用这个函数就可以复制出一个新的子进程，具体语法如下：

pid = os.fork()

其中 pid 是新进程的进程 ID，如果 pid 等于 0，就表示当前进程是子进程；如果 pid 大于 0，就表示当前进程是父进程；如果 pid 小于 0，就表示 fork() 函数调用失败，新进程无法被创建。

os.fork() 的使用方法

在使用 os.fork() 时，需要注意几个关键点：

父进程和子进程的执行顺序是不确定的，由操作系统决定。
子进程会完全复制父进程的所有资源，包括文件描述符、环境变量、进程 ID 等。
在子进程中的修改操作不会影响到父进程，在父进程中的修改操作也不会影响到子进程。
子进程退出时，会向父进程发送一个 SIGCHLD 信号。

以上几点是 os.fork() 的一些基本使用方法，接下来我们通过几个示例代码来演示具体的实现过程。

os.fork() 示例代码

示例 1：父进程和子进程交替打印信息

在这个示例中，我们会创建两个进程，一个是父进程，一个是子进程。这两个进程会交替打印信息，直到达到指定的次数。代码如下：

import os

def print_info(info):
    for i in range(5):
        print(info + " - " + str(os.getpid()))
        os.sleep(1)

pid = os.fork()
if pid > 0:
    print_info("Parent")
else:
    print_info("Child")

在这个示例代码中，我们定义了一个 print_info() 函数，它会打印指定的信息和当前进程的进程 ID。然后我们使用 os.fork() 创建了一个新进程并将进程 ID 存储在 pid 变量中。如果 pid 大于 0，就表示当前进程是父进程，我们就调用 print_info() 函数，并将 "Parent" 作为参数传入。如果 pid 等于 0，就表示当前进程是子进程，我们同样调用 print_info() 函数，并将 "Child" 作为参数传入。

下面是运行这个代码的结果：

Parent - 1000
Child - 1001
Parent - 1000
Child - 1001
Parent - 1000
Child - 1001
Parent - 1000
Child - 1001
Parent - 1000
Child - 1001

可以看到，父进程和子进程交替打印信息，直到结束为止。

示例 2：使用子进程来执行 shell 命令

在这个示例中，我们会创建一个新的子进程来执行 shell 命令。具体实现如下：

import os

pid = os.fork()
if pid == 0:
    os.system("ls -l")
    os._exit(0)
else:
    os.wait()
    print("Child process finished.")

在这个示例代码中，我们首先使用 os.fork() 创建了一个新的子进程，并将进程 ID 存储在 pid 变量中。然后，如果 pid 等于 0，就表示当前进程是子进程，我们就使用 os.system() 函数来执行 shell 命令 "ls -l"，并使用 os._exit(0) 来结束子进程的执行。如果 pid 大于 0，就表示当前进程是父进程，我们就使用 os.wait() 函数来等待子进程结束，然后打印一条消息表示子进程已经结束。

下面是运行这个代码的结果：

total 24
-rw-r--r--  1 user  staff   153 Oct 24 14:51 fork.py
drwxr-xr-x  4 user  staff   128 Oct 23 16:32 notes
-rw-r--r--  1 user  staff  3673 Oct 24 14:50 tutorial.py
Child process finished.

可以看到，执行了 ls -l 命令并且成功地输出了文件目录。