fork VS vfork

本文详细介绍了fork和vfork函数在进程创建中的作用及其区别。fork通过复制父进程创建独立子进程,而vfork使子进程与父进程共享数据段,并确保子进程优先执行直至调用exec或exit。

创建一个新进程的方法只有由某个已存在的进程调用fork()vfork(),当然某些进程如init等是作为系统启动的一部分而被内核创建的。

1.      fork函数

#include sys/types.h>

#include unistd.h>

pid_t fork (void );

正确返回:父进程中返回子进程的进程号;子进程中返回0

错误返回:-1

 子进程是父进程的一个拷贝。具体说,子进程从父进程那得到了数据段和堆栈段,但不是与父进程共享而是单独分配内存。fork函数返回后,子进程和父进程都是从fork函数的下一条语句开始执行。

    由于子进程与父进程的运行是无关的,父进程可先于子进程运行,子进程也可先于父进程运行,所以下段程序可以有两种运行结果。

创建simplefork.c文件

运行结果:(可能出现的一种)

 

2. vfork函数

         vfork创建新进程的主要目的在于用exec函数执行另外的程序,实际上,在没调用execexit之前子进程的运行中是与父进程共享数据段的。在vfork调用中,子进程先运行,父进程挂起,直到子进程调用execexit,在这以后,父子进程的执行顺序不再有限制。

创建simplevfork.c文件

运行结果:(唯一结果)

 

区别 

1fork创建一个进程时,子进程只是完全复制父进程的资源。

2、用vfork创建的子进程共享地址空间,也就是说子进程完全运行在父进程的地址空间上,子进程对虚拟地址空间任何数据的修改同样为父进程所见。

3vforkfork之间的另一个区别是: vfork保证子进程先运行,在他调用execexit之后父进程才可能被调度运行。

在Linux系统中,`fork()`和`vfork()`是两个用于创建新进程的系统调用。它们之间存在显著的区别,这些区别影响着它们的行为、性能以及适用场景。 ### `fork()`函数 `fork()`函数通过复制当前进程来创建一个新的子进程。这个新进程几乎是原始进程的一个副本,包括代码段、数据段、堆栈等。然而,现代Linux内核采用了写时复制(Copy-on-Write, CoW)技术[^2],这意味着实际的数据复制只有当父子进程中任一进程试图修改内存时才会发生。这种优化减少了不必要的资源消耗,并提高了效率。 - **行为**:子进程获得父进程的所有内存页面的拷贝,但仅在需要时才进行深拷贝。 - **独立性**:子进程与父进程完全隔离,拥有自己的地址空间。 - **执行顺序**:无法保证哪个进程先运行;通常由操作系统调度决定。 - **使用场景**:适合于那些需要完全独立的新进程的情况,尤其是在后续会调用`exec`系列函数加载新的程序到子进程中去的情形。 ### `vfork()`函数 相比之下,`vfork()`的设计目的是为了提高某些特定情况下的效率。它允许子进程共享父进程的地址空间直到子进程调用了`_exit()`或其中一个`exec`家族函数[^3]。在此期间,如果子进程尝试对内存做出任何更改,则可能导致未定义的行为。 - **行为**:子进程不复制父进程的页表项而是直接使用父进程的,因此非常快。 - **独立性**:子进程和父进程共享相同的地址空间,这要求开发者特别小心处理内存操作。 - **执行顺序**:传统上,`vfork()`会挂起父进程直至子进程结束或者调用`exec`/`_exit`,确保子进程优先执行。 - **使用场景**:适用于快速产生一个仅用来执行新程序的子进程的情况,且不需要访问除其自身栈之外的其他内存区域。 ### 应用实例对比 #### 使用`fork()` ```c #include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> int main() { pid_t pid = fork(); if (pid < 0) { perror("fork"); exit(EXIT_FAILURE); } else if (pid == 0) { // 子进程 printf("Child process via fork.\n"); } else { // 父进程 printf("Parent process after fork.\n"); } return 0; } ``` #### 使用`vfork()` ```c #include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> int main() { pid_t pid = vfork(); if (pid < 0) { perror("vfork"); exit(EXIT_FAILURE); } else if (pid == 0) { // 子进程 printf("Child process via vfork.\n"); _exit(EXIT_SUCCESS); // 必须使用_exit而不是exit以避免清理操作 } else { // 父进程 printf("Parent process after vfork.\n"); } return 0; } ``` ### 注意事项 尽管`vfork()`可能提供更好的性能,但由于它限制了子进程如何操作内存并且可能导致难以调试的问题,推荐尽可能使用`fork()`。除非是在对速度极为敏感的应用中,否则不应选择`vfork()`[^2]。 ---
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