fork vfork

本文详细解析vfork函数与fork函数的原理、区别与使用场景,并通过实例代码展示如何在实际编程中灵活运用这些系统调用。

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vfork

  
   vfork(建立一个新的进程)
  相关函数 wait,execve
  头文件 #include<unistd.h>
  定义函数 pid_t fork(void);
   函数说明
  vfork()会产生一个新的子进程.但是vfork创建的子进程与父进程共享数据段,而且由vfork创建的
  子进程将先于父进程运行.fork()的使用详见百度词条fork().
  vfork()用法与fork()相似.但是也有区别,具体区别归结为以下3点:
  1. fork():子进程拷贝父进程的 数据段,代码段. vfork():子进程与父进程共享数据段.
  2. fork():父子进程的执行次序不确定.
  vfork():保证子进程先运行,在调用exec或exit之前与父进程数据是共享的,在它调用exec
  或exit之后父进程才可能被调度运行。
  3. vfork()保证子进程先运行,在她调用exec或exit之后父进程才可能被调度运行。如果在
  调用这两个 函数之前子进程依赖于父进程的进一步动作,则会导致死锁。
  下面通过几个例子加以说明:
   返回值
  如果vfork()成功则在父进程会返回新建立的子进程代码(PID),
  而在新建立的子进程中则返回0。如果vfork失败则直接返回-1,失
  败原因存于errno中。
   错误代码
  EAGAIN 进程数已达系统规定上限
  ENOMEM 内存不足,无法配置核心所需的数据结构空间。
   范例
  #include<unistd.h>
  main()
  {
  pid_t pid;
  if((pid = vfork()) < 0){
  perror("vfork() failed");
  eixt(1);
  }else if(pid == 0){
  printf(“This is the child process\n”);
  }else{
  printf(“This is the parent process\n”);
  }
  }
   执行
  this is the child process
  this is the parent process

fork

目录

fork()函数 Linux
中文翻译

编辑本段fork()函数 Linux

  # include<unistd.h>
  # include<sys/types.h>
  函数定义:
   pid_t forkvoid);
  (pid_t 是一个宏定义,其实质是int 被定义在# include< sys/types.h>中)
  返回值: 若成功调用一次则返回两个值,子进程返回0,父进程返回子进程ID;否则,出错返回-1
  函数说明:
  一个现有进程可以调用fork函数创建一个新进程。由fork创建的新进程被称为子进程(child process)。fork函数被调用一次但返回两次。两次返回的唯一区别是子进程中返回0值而父进程中返回子进程ID。
  子进程是父进程的副本,它将获得父进程数据空间、堆、栈等资源的副本。注意,子进程持有的是上述存储空间的“副本”,这意味着父子进程间不共享这些存储空间。
  linux将复制父进程的地址空间内容给子进程,因此,子进程有了独立的地址空间。
   为什么fork会返回两次?
  由于在复制时复制了父进程的堆栈段,所以两个进程都停留在fork函数中,等待返回。因为fork函数会返回两次,一次是在父进程中返回,另一次是在子进程中返回,这两次的返回值是不一样的。过程如下图
   调用fork之后,代码有两份,都从fork函数中返回,箭头表示各自的执行处
  示例代码:
  # include< sys/types.h> //对于此程序而言此头文件用不到
  # include< unistd.h>
  # include< stdio.h>
   int main( int argc,  char ** argv )
  {
   int pid = fork();
   if (pid < 0) {
  // printf("error!");
  }  else if( pid == 0 ) {
  // printf("This is the child process!");
  }  else{
  // printf("This is the parent process! child process id = %d", pid);
  }
   return 0;
  }
  fork()系统在Linux中的返回值是没有NULL的.
  Error Codes
  出错返回错误信息如下:
   EAGAIN
  达到进程数上限.
   ENOMEM
  没有足够空间给一个新进程分配.



`fork()` 和 `vfork()` 都是 Unix/Linux 系统提供的系统调用,用于创建新进程。尽管它们的功能类似,但在实际应用中有显著的区别。 ### 1. **fork()** - **功能**:`fork()` 创建当前运行进程的一个副本(即子进程),父子进程完全独立。 - **内存管理**:父子进程拥有各自的虚拟地址空间,并且会复制父进程的所有数据段、堆栈等资源到子进程中(但实际上由于“写时拷贝”机制的存在,在真正修改之前不会立即进行物理内存的复制)。 - **使用场景**:适合需要完整分离出一个独立的新环境的情况。 #### 示例代码: ```c #include <unistd.h> #include <stdio.h> int main(){ pid_t pid = fork(); if(pid ==0){ printf("Child Process\n"); } else{ wait(NULL); //等待子进程结束 printf("Parent Process\n"); } return 0; } ``` ### 2. **vfork()** - **功能**:同样用于生成一个新的进程,但它不同于普通的 `fork()` 调用之处在于它并不克隆整个父进程的数据区给子进程。 - **共享特性**:通过借用父进程的地址空间直到子进程调用了 `exec*` 函数族或者退出前完成其工作为止;因此在这段时间内不允许对全局变量做任何形式上的更改以防破坏父进程状态。 - **限制条件**: 子进程必须尽快执行 exec 或 exit 操作以避免影响父亲程序的行为模式。 #### 示例代码: ```c #include <unistd.h> #include <stdio.h> int global_variable; int main(){ pid_t pid = vfork(); if (pid == 0) { execl("/bin/sh", "sh", NULL); } _exit(0); return 0; } ``` 需要注意的是现代操作系统中推荐尽量少地直接使用 `vfork()`, 因为其存在较多潜在风险并且容易引发错误.
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