Pythonのfork()関数で子プロセスを作成する方法

この記事では、Pythonのfork()関数を使用して子プロセスを作成し、親プロセスと子プロセスそれぞれのプロセスIDを表示する方法を解説します。

fork()とは

fork()を呼び出すと、呼び出し元のプロセス自身のコピーが作成されます。これはLINUXやUNIXシステムにおいて非常に重要な仕組みです。fork()は主にマルチプロセス環境で活用され、親プロセスの実行内容が複製され、そこから子プロセスが生成されます。

戻り値の挙動は以下のとおりです。

• 負の値：エラーが発生したことを示します
• 0：子プロセス側で実行していることを示します
• 正の値：親プロセス側で実行していることを示します

fork()はosモジュール、または擬似端末を扱うptyモジュールから利用できます。そのため、使用前にosまたはptyをインポートしておく必要があります。

fork()は引数を受け取らず、プロセスIDを返します。使用する主な目的は、呼び出し元の子プロセスとなる新しいプロセスを作成することです。新しい子プロセスが生成されると、親と子の両方のプロセスが次の命令から実行を続けます。

fork()の戻り値を確認することで、現在どちらのプロセスで処理しているかを判別できます。0が返れば子プロセス内、正の値が返れば親プロセス内、負の値が返ればエラーが発生したことを意味します。

os.fork()を使ったサンプルコード

import os

def parentchild():
    n = os.fork()
    if n > 0:
        print("親プロセスID : ", os.getpid())
    else:
        print("子プロセスID : ", os.getpid())

# 実行コード
parentchild()

出力結果

親プロセスID : 8023
子プロセスID : 8024
$

pty.fork()を使ったサンプルコード

擬似端末ユーティリティモジュールであるptyは、擬似端末（pseudo-terminal）の概念を扱うために定義されたモジュールです。これを使用すると、別のプロセスを起動したり、制御端末との間でプログラム経由の読み書きを行ったりすることができます。

なお、このモジュールはプラットフォームに強く依存するため、これらの操作を実行するにはUNIX系システムが必要です。

import pty, os

def process_parent_child():
    (process_id, fd) = pty.fork()
    print("現在のプロセスID: " + str(os.getpid()))
    print("子プロセスID: " + str(process_id))

process_parent_child()

出力結果

現在のプロセスID: 12508
子プロセスID: 12509