這裡介紹如何使用 C 語言的 fork 函數建立子行程，設計多行程的平行化程式。
C 語言中的 fork 函數可以將目前的程式行程（process）複製一份，建立出新的子行程（child process），而原本的行程就稱為父行程（parent process）。
fork 在執行之後，會傳回一個整數的傳回值，以下是各種數值所代表的意義：
- 負值（小於零）：建立子行程失敗。
- 零：代表這個程式處於新建立的子行程中。
- 正值（大於零）：代表這個程式處於原本的父行程中，這個整數值則是子行程的 ID。
在程式設計上我們可以靠著 fork 的傳回值來判別父行程與子行程，進而讓不同的行程處理不同的工作。新建立的子行程會有獨立的行程 ID（process ID），與父行程的行程 ID 不同。
fork函數只有在 Linux 系統上可以使用，在一般的 Windows 開發環境中無法使用這種方式建立行程，若要在 Windows 中使用，請參考 Cygwin 等環境。
Hello World
以下是最簡單的 hello world 範例程式碼，程式在呼叫 fork 建立新的行程之後，讓父行程與子行程兩個行程都輸出一樣的文字訊息。
// fork1.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main() {
// 建立子行程
fork();
// 從這裡開始變成兩個行程
// 兩個行程執行同樣的程式
printf("Hello world!n");
return 0;
}
使用 gcc 編譯後，直接執行：
# 編譯 C 語言程式
gcc -o fork1 fork1.c
# 執行
./fork1
Hello world! Hello world!
父行程與子行程都執行同一個 printf，各輸出一行文字訊息，所以結果就會是兩行一樣的文字訊息。
重複建立子行程
由於每次呼叫 fork 時，就會讓程式行程的數量變成原來的兩倍，所以如果重複呼叫 fork 的話，形成數量就會以指數的速度增長。
// fork2.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main() {
// 建立子行程
fork();
// 建立子行程的子行程
fork();
// 所有行程都輸出一樣的訊息
printf("Hello world!n");
return 0;
}
編譯與執行：
# 編譯 C 語言程式
gcc -o fork2 fork2.c
# 執行
./fork2
Hello world! Hello world! Hello world! Hello world!
執行兩次 fork 之後，就會產生四個程式行程：
區分父行程與子行程
這個範例是示範使用 fork 的傳回值來判斷父行程與子行程，讓兩個行程分別執行不同的程式碼：
// fork3.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main() {
pid_t pid;
// 建立子行程
pid = fork();
if (pid == 0) {
// 子行程
printf("Child process!n");
} else if (pid > 0) {
// 父行程
printf("Parent process!n");
} else {
// 錯誤
printf("Error!n");
}
return 0;
}
編譯與執行：
# 編譯 C 語言程式
gcc -o fork3 fork3.c
# 執行
./fork3
由於我們無法預測作業系統會先執行哪一個行程，所以這個程式的輸出有可能是
Parent process! Child process!
或是
Child process! Parent process!
多行程程式的變數與資料
不同行程之間的變數與資料都是互相獨立的，所以在其中一個行程中更改變數中的資料，並不會影響另外一個行程：
// fork4.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main() {
pid_t pid;
// 建立一個變數
int x = 1;
pid = fork();
if (pid == 0) {
// 子行程的變數
printf("Child has x = %dn", ++x);
} else if (pid > 0) {
// 父行程的變數
printf("Parent has x = %dn", --x);
} else {
printf("Error!n");
}
return 0;
}
雖然這裡的 x 是一個全域變數（global variable），但是兩個行程互相獨立，所以不會互相影響。
編譯與執行：
# 編譯 C 語言程式
gcc -o fork4 fork4.c
# 執行
./fork4
Parent has x = 0 Child has x = 2