如何在 fork 中的两个进程中共享变量

在编程中，fork是一个非常重要的系统调用，它会创建一个新的进程，该进程是原进程的副本。这意味着，fork后的两个进程具有相同的堆，但是它们拥有独立的栈和数据区。因此，在fork中两个进程之间共享数据是一个复杂的问题。在本文中，我们将介绍一些方法来在 fork 中的两个进程之间共享变量。

使用共享内存

共享内存是一种用于多个进程间通信的方法，它允许多个进程访问同一块物理内存。在fork中，共享内存可以用于在两个进程之间共享变量。

首先，我们需要使用shmget创建一个共享内存区域：

#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>

int shmid = shmget(key, size, IPC_CREAT | 0666);

其中，key是共享内存区域的标识符，size是共享内存的大小。然后，我们可以使用shmat将共享内存区域连接到当前进程的地址空间：

void *shared_memory = shmat(shmid, NULL, 0);

返回的指针指向共享内存区域的开头。我们可以将共享变量存储在共享内存区域中，然后在fork后的两个进程之间共享它：

int *shared_var = (int *) shared_memory;
*shared_var = 0;

pid_t pid = fork();
if (pid == 0) {
    // Child process
    *shared_var += 1;
    exit(0);
} else if (pid > 0) {
    // Parent process
    wait(NULL);
    printf("Shared var = %d\n", *shared_var);
    shmdt(shared_memory);
} else {
    printf("Fork failed.\n");
}

这段代码将共享变量初始化为0，然后在子进程中将其加1。在父进程中，我们等待子进程完成，然后打印共享变量的值。最后，我们使用shmdt分离共享内存区域。完整的代码片段可以在这里找到。

需要注意的是，使用共享内存可能会导致一些并发问题，因此需要使用信号量或者其他同步机制来保证进程间同步。

使用管道

管道是一种用于进程间通信的方法，它允许一个进程向另一个进程发送数据。在fork中，我们可以使用管道在两个进程之间传递变量。

首先，我们可以使用pipe创建一个管道：

int fd[2];
if (pipe(fd) == -1) {
    printf("Pipe failed.\n");
    exit(1);
}

fd[0]代表管道的读取端，fd[1]代表管道的写入端。然后，我们在fork后的两个进程之间传递变量：

int shared_var = 0;

pid_t pid = fork();
if (pid == 0) {
    // Child process
    shared_var += 1;
    close(fd[0]);
    write(fd[1], &shared_var, sizeof(shared_var));
    exit(0);
} else if (pid > 0) {
    // Parent process
    wait(NULL);
    close(fd[1]);
    read(fd[0], &shared_var, sizeof(shared_var));
    printf("Shared var = %d\n", shared_var);
} else {
    printf("Fork failed.\n");
}

这段代码将共享变量初始化为0，然后在子进程中将其加1。在父进程中，我们等待子进程完成，然后从管道中读取共享变量的值。完整的代码片段可以在这里找到。

需要注意的是，管道有一个有限的大小，因此如果要传递的数据量很大，可能会导致阻塞或者丢失数据。此外，如果多个进程同时向一个管道写入数据，可能会产生并发问题，因此应该采用同步机制来保证进程间同步。

总结

在fork中共享变量是一个复杂的问题，我们介绍了两种方法：共享内存和管道。共享内存可以让多个进程访问同一块物理内存，而管道可以让一个进程向另一个进程发送数据。无论哪种方法，都需要使用同步机制来保证进程间同步。