Linux的fork和vfork

fork

• 用于创建子进程。
• 在调用时，返回两次：子进程的返回值是0，父进程的返回值的新建子进程的ID。
• 子进程是父进程的副本。子进程和父进程继续执行 fork 之后的指令。
  • 子进程获得父进程的 数据空间、堆、栈的副本
  • 共享的是：文件描述符、mmap建立的映射区
  • 子进程和父进程共享的是 代码段，fork 之后各自执行。
  • 父进程和子进程的执行顺序谁先谁后是未知的，是竞争的关系。
• COW
  COW 即写时复制(Copy-On-Write)， 数据空间、堆、栈的副本在创建子进程时并不创建副本。而是在父进程或者子进程修改这片区域时，内核为修改区域的那块内存制作一个副本，以提高效率。
• fork
  fork 失败的原因：
  • 系统中已经有太多的进程
  • 该实际用户Id的进程数超过了系统限制
• 案例

  #include<stdio.h>
  #include<stdlib.h>
  #include<unistd.h>
  
  int globvar = 10;
  char buf[] = "a writte to stdout.\n";
  
  int main(int argv, char* argc[]){
  
      int var;
      pid_t pid;
  
      var = 88;
      if(write(STDOUT_FILENO, buf, sizeof(buf)-1) != sizeof(buf)-1){
          printf("write error");
          exit(1);
      }
      printf("before fork.\n");
      // 创建子进程后，后面的代码，父进程和子进程独立运行。
      if((pid=fork()) < 0){
          printf("fork() error.\n");
          exit(1);
      }
      else if(pid == 0){
          globvar++; //子进程运行不改变父进程的值
          var++;
      }
      else
          sleep(2);
      printf("pid=%ld, globvar=%d, var=%d.\n",(long)getpid() , globvar, var);
      retdurn 0;
  }
  

vfork

• 与 fork 一样都创建新的进程，他的是目的是执行一个程序。

• 与 fork 的区别在于：

  • 它并不将父进程的地址空间复制到子进程中 。在子进程 exec/exit 之前，和父进程共享地址空间，提高了工作效率。但是在在子进程 exec/exit 之前，子进程如果修改了数据、进行函数调用、返回都会带来未知的结果。
  • vfork 保证子进程比父进程先运行，在子进程 exec/exit 之后父进程才会运行。

• 案例

  // 将上面的修改如下：
  if((pid=vfork()) < 0){
      printf("fork() error.\n");
      exit(1);
  }
  else if(pid == 0){
      globvar++; // 会改变父进程的变量值
      var++;
      _exit(0);
  }
  // 去掉sleep(2)是因为vfork能保证子进程先运行
  

• 结果对比：

  # fork 
  szz@ubuntu:~/Study/SystemProgram/IO$ ./f
  a writte to stdout.
  before fork.
  pid=4304, globvar=11, var=89. # 子进程
  pid=4303, globvar=10, var=88. # 父进程
  
  # vfork
  szz@ubuntu:./vf
  a writte to stdout.
  before fork.
  pid=4301, globvar=11, var=89.# 父进程