什么是fork()？

fork()是Unix/Linux系统中的一个系统调用，用于创建进程的副本（子进程）。在Python中，我们可以通过os.fork()来使用这个功能。

基本使用方法

使用fork()的基本步骤：

1. 导入os模块：import os
2. 调用fork()函数：pid = os.fork()
3. 根据返回值区分父子进程：
   • 如果pid == 0：当前在子进程中
   • 如果pid > 0：当前在父进程中（pid是子进程ID）
   • 如果pid < 0：fork失败

简单示例代码

import os

print("准备调用fork()...")
pid = os.fork()

if pid > 0:
    print(f"父进程：PID={os.getpid()}，创建的子进程PID={pid}")
elif pid == 0:
    print(f"子进程：PID={os.getpid()}，父进程PID={os.getppid()}")
else:
    print("fork()调用失败！")

输出结果

准备调用fork()...
父进程：PID=1234，创建的子进程PID=1235
子进程：PID=1235，父进程PID=1234

实际应用案例

下面是一个使用fork()创建多个子进程并执行不同任务的示例：

import os
import time

def child_task(task_id):
    print(f"子进程 {os.getpid()} 开始执行任务 {task_id}")
    time.sleep(2)  # 模拟任务执行时间
    print(f"子进程 {os.getpid()} 完成任务 {task_id}")
    os._exit(0)  # 子进程退出

def main():
    tasks = ['数据采集', '数据处理', '结果分析']
    
    for i, task in enumerate(tasks):
        pid = os.fork()
        
        if pid == 0:
            # 子进程执行任务
            child_task(task)
        elif pid < 0:
            print(f"创建子进程失败，任务 {task} 未执行")
    
    # 父进程等待所有子进程完成
    for _ in range(len(tasks)):
        os.wait()
    
    print("所有任务已完成！")

if __name__ == "__main__":
    main()

注意事项与最佳实践

总结

Python的fork()函数是Unix/Linux系统中创建子进程的强大工具，通过复制父进程实现并发执行。虽然它高效直接，但需要注意平台限制、资源管理和进程同步。对于现代Python应用，multiprocessing模块提供了更高级、跨平台的进程管理功能，但在理解底层机制方面，掌握fork()仍然非常重要。