函数内fork()执行逻辑手动推导遇阻，请求代码解析帮助

原代码 #

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

int Call_a_Function(int x, int y)
{
    x++;
    x = fork(); /* #4 */
    if (x)
    {
        x = y;
    }
    else if (fork()) /* #5 */
    {
        x--;
        y += x;
    }
    return x + y;
}
int main()
{
    int x, y = 5, z;
    x = fork(); /* #1 */
    if (x)
    {
        x = y;
        z = Call_a_Function(x, y++);
    }
    else
    {
        (void)fork(); /* #2 */
        z = x++;
        y += z;
    }
    if (y > z)
    {
        (void)fork(); /* #3 */
    }
    printf("%d ", x + y + z);
    return 0;
}

输出结果 #

21 6 6 6 16 16 6 14 14

逐分支分析进程与变量变化 #

1. 初始fork#1：生成2个进程 #

程序从main开始，执行x = fork(); /* #1 */后，分裂为父进程P1和子进程P2：

分支1：父进程P1（x为子进程PID，非0）

• 执行x = y → x = 5
• 执行z = Call_a_Function(x, y++)：y++是后置递增，因此传给函数的y是5，执行完后main中的y变为6
• 进入Call_a_Function(5,5)的执行：
  1. 初始x=5，执行x++ → x=6
  2. 执行fork(); /* #4 */，生成子进程P1-1：
     • P1（函数内父分支）：x为子进程PID（非0），进入if(x)分支：x = y → x=5。返回x+y=5+5=10，因此main中z=10
       • 回到main后，变量为x=5, y=6, z=10
       • 检查y>z：6>10不成立，不执行fork#3
       • 计算输出：5+6+10=21
     • P1-1（函数内子分支）：x=0，进入else if(fork())，执行fork(); /* #5 */生成子进程P1-1-1：
       • P1-1（fork#5父进程）：fork返回非0，进入分支：x-- → x=-1；y +=x → y=5+(-1)=4。返回x+y=-1+4=3，因此main中z=3
         • 回到main后，变量为x=5, y=6, z=3
         • 检查y>z：6>3成立，执行fork#3生成子进程P1-1-2
           • P1-1输出：5+6+3=14
           • P1-1-2继承变量，输出：5+6+3=14
       • P1-1-1（fork#5子进程）：fork返回0，不进入分支，直接返回x+y=0+5=5，因此main中z=5
         • 回到main后，变量为x=5, y=6, z=5
         • 检查y>z：6>5成立，执行fork#3生成子进程P1-1-1-2
           • P1-1-1输出：5+6+5=16
           • P1-1-1-2继承变量，输出：5+6+5=16

分支2：子进程P2（x=0）

• 执行(void)fork(); /* #2 */，生成子进程P2-1：
  • P2（fork#2父进程）：fork返回非0，继续执行：
    • z = x++ → z=0，x自增为1
    • y +=z → y=5+0=5
    • 变量为x=1, y=5, z=0
    • 检查y>z：5>0成立，执行fork#3生成子进程P2-2
      • P2输出：1+5+0=6
      • P2-2继承变量，输出：1+5+0=6
  • P2-1（fork#2子进程）：fork返回0，继续执行：
    • z = x++ → z=0，x自增为1
    • y +=z → y=5+0=5
    • 变量为x=1, y=5, z=0
    • 检查y>z：5>0成立，执行fork#3生成子进程P2-1-2
      • P2-1输出：1+5+0=6
      • P2-1-2继承变量，输出：1+5+0=6

输出集合说明 #

进程调度顺序由操作系统决定，因此输出顺序可能变化，但所有进程的输出值固定为：21,14,14,16,16,6,6,6,6，与给定输出完全匹配。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Leo Rigasaki