在Unix系统中，多进程编程是一种重要的编程模型，它允许程序在多个进程中并行执行，提高了系统的效率和响应性。本文将深入探讨Unix多进程程序的特点、系统调用及其应用场景。
多进程的主要特点包括：
1. **并行化**：通过将复杂任务分解为若干个独立的简单任务，每个任务在一个单独的进程中运行，实现并发执行。这种并行化处理使得程序能够高效地利用系统资源，特别是在多处理器系统中。
2. **简单有序**：在多进程架构中，程序员需要为每个进程定义明确的任务，并通过通信机制协调进程间交互。这种设计方式使得程序结构清晰，便于理解和维护。
3. **互不干扰**：由于进程之间具有独立的内存空间和资源，它们的执行不会互相影响，提高了程序的稳定性和可靠性。
4. **事务化**：多进程模型非常适合处理一次性任务，例如在电话查询系统中，每个电话查询对应一个独立的进程，处理完查询后即终止，简化了程序设计。
接下来，介绍一些常用的Unix多进程编程系统调用：
1. **fork()**：这是创建新进程的关键函数。当调用fork()时，系统会创建一个与父进程几乎完全一样的副本——子进程。子进程继承了父进程的大部分属性，如权限、环境变量、附加组ID、进程组号和会话ID等。fork()返回值在父进程和子进程中不同，通常用于区分父进程和子进程，以便进行后续处理。
除了fork()之外，还有其他系统调用用于多进程编程，例如：
2. **exec()**：用于替换当前进程的执行映像，加载新的程序来执行。这允许子进程在创建后运行不同的程序代码。
3. **wait()**和**waitpid()**：父进程可以使用这些系统调用来等待子进程结束，获取子进程的退出状态，从而释放子进程占用的资源。
4. **pipe()**和**socket()**：这些用于进程间通信（IPC），创建管道或套接字连接，允许进程之间交换数据。
5. **signal()**和**sigaction()**：处理进程间的信号传递，用于进程间的同步和异常处理。
多进程编程在Unix系统中有着广泛的应用，例如服务器程序通常采用多进程模型来处理并发请求，数据库系统使用多进程来并行执行查询，以及在科学计算中实现分布式计算等。
理解并熟练掌握Unix多进程编程不仅可以提高程序性能，也有助于深入理解Unix操作系统的底层机制。通过合理地运用这些系统调用和编程技巧，开发者可以构建出高效、稳定且易于维护的多进程应用。
