为何循环调用fork()的程序打印时终端提示符先于部分hello输出

代码基础行为说明 #

你运行的C代码如下：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
int i;
int n = 4;
for(i=0; i<n; i++)
    fork();
printf("hello\n");
return 0;
}

• 每次执行fork()都会将当前进程一分为二，4次循环后总共有2^4=16个独立进程，每个进程都会执行一次printf，因此总共有16行hello输出，和你观测到的输出数量一致。

提示符提前出现的核心原因 #

• shell 仅会等待你直接启动的*前台主进程（也就是原始的父进程）*执行结束，不会主动等待该父进程衍生出的所有子进程。
• 原始父进程完成4次fork循环、打印完自身的hello后就会直接退出，shell检测到前台运行的任务已经结束，就会立刻输出新的终端提示符，等待用户下一次输入。
• 此时还没有执行完的子进程会变为孤儿进程，被系统的init进程（或systemd）接管继续运行，它们后续执行printf输出的内容，就会直接打印在已经出现的终端提示符之后，也就出现了你看到的提示符夹在hello中间的现象。

修复验证方法 #

如果希望所有hello都打印完成后再出现终端提示符，可以在父进程中添加逻辑等待所有子进程退出后再结束，代码修改示例如下：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h> // 新增等待子进程所需的头文件
int main()
{
int i;
int n = 4;
for(i=0; i<n; i++)
    fork();
printf("hello\n");
// 循环等待所有子进程退出，没有子进程时wait返回-1，结束循环
while(wait(NULL) > 0);
return 0;
}

修改后运行程序，所有16行hello都会在终端提示符出现前打印完成。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Raz0rmaddnes