Linux 下的多进程编程初步 

摘要：多线程程序设计的概念早在六十年代就被提出，但直到八十年代中期，Unix 系

统中才引入多线程机制，如今，由于自身的许多优点，多线程编程已经得到了广泛的应用。
本文我们将介绍在 Linux 下编写多进程和多线程程序的一些初步知识。   

 

1  引言   

对于没有接触过 Unix/Linux 操作系统的人来说，fork 是最难理解的概念之一：它执行

一次却返回两个值。fork 函数是 Unix 系统最杰出的成就之一，它是七十年代 UNIX 早期的
开发者经过长期在理论和实践上的艰苦探索后取得的成果，一方面，它使操作系统在进程管
理上付出了最小的代价，另一方面，又为程序员提供了一个简洁明了的多进程方法。与 DOS
和早期的 Windows 不同，Unix/Linux 系统是真正实现多任务操作的系统，可以说，不使用
多进程编程，就不能算是真正的 Linux 环境下编程。   

 
多线程程序设计的概念早在六十年代就被提出，但直到八十年代中期，Unix 系统中才

引入多线程机制，如今，由于自身的许多优点，多线程编程已经得到了广泛的应用。   

 
下面，我们将介绍在 Linux 下编写多进程和多线程程序的一些初步知识。   

 

2  多进程编程   

什么是一个进程？进程这个概念是针对系统而不是针对用户的，对用户来说，他面对

的概念是程序。当用户敲入命令执行一个程序的时候，对系统而言，它将启动一个进程。但
和程序不同的是，在这个进程中，系统可能需要再启动一个或多个进程来完成独立的多个任
务。多进程编程的主要内容包括进程控制和进程间通信，在了解这些之前，我们先要简单知
道进程的结构。   

 

2.1 Linux 下进程的结构   

Linux 下一个进程在内存里有三部分的数据，就是"代码段"、"堆栈段"和"数据段"。其

实学过汇编语言的人一定知道，一般的 CPU 都有上述三种段寄存器，以方便操作系统的运
行。这三个部分也是构成一个完整的执行序列的必要的部分。   

 

"代码段"，顾名思义，就是存放了程序代码的数据，假如机器中有数个进程运行相同的

一个程序，那么它们就可以使用相同的代码段。"堆栈段"存放的就是子程序的返回地址、子
程序的参数以及程序的局部变量。而数据段则存放程序的全局变量，常数以及动态数据分配
的数据空间（比如用 malloc 之类的函数取得的空间）。这其中有许多细节问题，这里限于篇
幅就不多介绍了。系统如果同时运行数个相同的程序，它们之间就不能使用同一个堆栈段和
数据段。   

 

2.2 Linux 下的进程控制   

在传统的 Unix 环境下，有两个基本的操作用于创建和修改进程：函数 fork( )用来创建

一个新的进程，该进程几乎是当前进程的一个完全拷贝；函数族 exec( )用来启动另外的进程
以取代当前运行的进程。Linux 的进程控制和传统的 Unix 进程控制基本一致，只在一些细
节的地方有些区别，例如在 Linux 系统中调用 vfork 和 fork 完全相同，而在有些版本的 Unix
系统中，vfork 调用有不同的功能。由于这些差别几乎不影响我们大多数的编程，在这里我