fork関数の動作について

Question

表題の通り、fork関数の動作がわかっておりませんので教えてください。

調べたところ下記のコードで出力結果が次のようになるそうです。

出力結果
parents
child

通常のプログラムの考え方で行くとif, else-if,elseのいずれかの処理をして終了という
認識でいましたがそうでないみたいです。
fork()関数が親プロセスから子プロセスを複製をするという動作機構なのは
理解しましたが下記のプログラムでどのような動作をしているか教えていただけないでしょうか？

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 
#include <sys/types.h>  // fork
#include <unistd.h>     // fork
 
#include <err.h>
#include <errno.h>
 
int
main(int argc, char *argv[])
{
        pid_t   pid;
 
        pid = fork ();
 
        if (-1 == pid)
        {
                err (EXIT_FAILURE, "can not fork");
        }
        else if (0 == pid)
        {
                // child
                puts ("child");
                exit(EXIT_SUCCESS);
        }
        else
        {
                // parent
                puts ("parents");
        }
 
        exit (EXIT_SUCCESS);
}

Answer 1

pid = fork ();

の時点で、プログラムが２つに分かれます。（添付図参照）
forkが成功すれば１つは、親側で、pidには正の値が設定されます。(-1はfork失敗の場合）
もう１つは子側でpidには0の値が設定されます。
添付図で親はpidが正の場合の流れをたどります。（上のソースの赤の部分）
添付図で子はpidが0の場合の流れをたどります。（下のソースの赤の部分）

Comments

[ken21]

丁寧にご説明いただきありがとうございました。
おかげですっきりと理解することが出来ました。

Answer 2

通常のプログラムの考え方で行くとif, else-if,elseのいずれかの処理をして終了という認識でいましたが

いえ。それで合ってます。
fork() が終了した時点で2つのプロセスに、いわば「分身」した状態になります。
それぞれでは、( 今回のサンプルでは ) if,else どちらかしか処理をしていません。

なお、出力が混ざって見えるのは、「標準出力(stdout)が出力先(コンソール等)に接続されている状態」も複製されるからです。

Comments

[ken21]

なるほど、実際には別々のプログラムから同じ出力先に出力をしているが正しいのですね。
おかげで理解することができました。
ありがとうございました。

Answer 3

下記のプログラムでどのような動作をしているか教えていただけないでしょうか？

man fork(2)にあるとおりです。

• 子プロセスの側では、forkの返り値が0になります。
• 親プロセスの側では、（forkに成功すれば）返り値は子プロセスのPID（正）です。

Comments

[ken21]

fork関数の動きがわかりました。
ありがとうございます。