fork()与vfork()区别

最新推荐文章于 2024-01-17 15:20:07 发布

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#fork #vfork

本文详细解释了fork和vfork两种进程创建方式的区别，包括内存段的处理方式、执行顺序及潜在的死锁问题，并通过实例代码展示了这些差异。

转自：http://blog.youkuaiyun.com/jianchi88/article/details/6985326

fork（）与vfock（）都是创建一个进程，那他们有什么区别呢？总结有以下三点区别：
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：
第一：子进程拷贝父进程的代码段的例子：

[cpp]view plain copy
#include<sys/types.h>  
#include<unistd.h>  
#include<stdio.h>  
  
int main()  
{  
    pid_t pid;  
    pid = fork();  
    if(pid<0)  
        printf("error in fork!\n");  
    else if(pid == 0)  
        printf("I am the child process,ID is %d\n",getpid());  
    else   
        printf("I am the parent process,ID is %d\n",getpid());  
    return 0;  
  
}  

运行结果：

[cpp]view plain copy
[root@localhost fork]# gcc -o fork fork.c   
[root@localhost fork]# ./fork  

[cpp]view plain copy
I am the child process,ID is 4711  
I am the parent process,ID is 4710  

为什么两条语都会打印呢？这是因为fork（）函数用于从已存在的进程中创建一个新的进
程，新的进程称为子进程，而原进程称为父进程，fork （）的返回值有两个，子进程返回0，
父进程返回子进程的进程号，进程号都是非零的正整数，所以父进程返回的值一定大于零，
在pid=fork();语句之前只有父进程在运行，而在pid=fork();之后，父进程和新创建的子进程
都在运行，所以如果pid==0，那么肯定是子进程，若pid ！=0 （事实上肯定大于0），那么是
父进程在运行。而我们知道fork()函数子进程是拷贝父进程的代码段的，所以子进程中同样
有
if(pid<0)
         printf("error in fork!");
     else if(pid==0)
         printf("I am the child process,ID is %d\n",getpid());
     else
         printf("I am the parent process,ID is %d\n",getpid());
}
这么一段代码，所以上面这段代码会被父进程和子进程各执行一次，最终由于子进程的pid= =0,

而打印出第一句话，父进程的pid>0，而打印出第二句话。于是得到了上面的运行结果。
再来看一个拷贝数据段的例子：

[cpp]view plain copy
#include<sys/types.h>  
#include<unistd.h>  
#include<stdio.h>  
  
int main()  
{  
    pid_t pid;  
    int cnt = 0;  
    pid = fork();  
    if(pid<0)  
        printf("error in fork!\n");  
    else if(pid == 0)  
    {  
        cnt++;  
        printf("cnt=%d\n",cnt);  
        printf("I am the child process,ID is %d\n",getpid());  
    }  
    else  
    {  
        cnt++;  
        printf("cnt=%d\n",cnt);  
        printf("I am the parent process,ID is %d\n",getpid());  
    }  
    return 0;  
}  

大家觉着打印出的值应该是多少呢？是不是2 呢？先来看下运行结果吧

[cpp]view plain copy
[root@localhost fork]# ./fork2  
cnt=1  
I am the child process,ID is 5077  
cnt=1  
I am the parent process,ID is 5076  

为什么不是2 呢？因为我们一次强调fork （）函数子进程拷贝父进程的数据段代码段，所以
cnt++;
printf("cnt= %d\n",cnt);

return 0
将被父子进程各执行一次，但是子进程执行时使自己的数据段里面的（这个数据段是从父进
程那copy 过来的一模一样）count+1，同样父进程执行时使自己的数据段里面的count+1，
他们互不影响，与是便出现了如上的结果。

那么再来看看vfork （）吧。如果将上面程序中的fork （）改成vfork（），运行结果是什么
样子的呢？

[cpp]view plain copy
[root@localhost fork]# gcc -o fork3 fork3.c   
[root@localhost fork]# ./fork3  
cnt=1  
I am the child process,ID is 4711  
cnt=1  
I am the parent process,ID is 4710  
段错误  

本来vfock（）是共享数据段的，结果应该是2，为什么不是预想的2 呢？先看一个知识点：
vfork 和fork 之间的另一个区别是：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。
这样上面程序中的fork （）改成vfork（）后，vfork （）创建子进程并没有调用exec 或exit，
所以最终将导致死锁。
怎么改呢？看下面程序：

[cpp]view plain copy
#include<sys/types.h>  
#include<unistd.h>  
#include<stdio.h>  
  
int main()  
{  
    pid_t pid;  
    int cnt = 0;  
    pid = vfork();  
    if(pid<0)  
        printf("error in fork!\n");  
    else if(pid == 0)  
    {  
        cnt++;  
        printf("cnt=%d\n",cnt);  
        printf("I am the child process,ID is %d\n",getpid());  
       _exit(0);  
    }  
    else  
    {  
        cnt++;  
        printf("cnt=%d\n",cnt);  
        printf("I am the parent process,ID is %d\n",getpid());  
    }  
    return 0;  
  
}  

如果没有_exit（0）的话，子进程没有调用exec 或exit，所以父进程是不可能执行的，在子
进程调用exec 或exit 之后父进程才可能被调度运行。
所以我们加上_exit(0);使得子进程退出，父进程执行，这样else 后的语句就会被父进程执行，
又因在子进程调用exec 或exit之前与父进程数据是共享的,所以子进程退出后把父进程的数
据段count改成1 了，子进程退出后，父进程又执行，最终就将count变成了2，看下实际
运行结果：

[cpp]view plain copy
[root@localhost fork]# gcc -o fork3 fork3.c   
[root@localhost fork]# ./fork3  
cnt=1  
I am the child process,ID is 4711  
cnt=2  
I am the parent process,ID is 4710  

网上抄的一段，可以再理解理解：
为什么会有vfork，因为以前的fork 很傻，它创建一个子进程时，将会创建一个新的地址
空间，并且拷贝父进程的资源，而往往在子进程中会执行exec 调用，这样，前面的拷贝工
作就是白费力气了，这种情况下，聪明的人就想出了vfork，它产生的子进程刚开始暂时与
父进程共享地址空间（其实就是线程的概念了），因为这时候子进程在父进程的地址空间中
运行，所以子进程不能进行写操作，并且在儿子霸占”着老子的房子时候，要委屈老子一
下了，让他在外面歇着（阻塞），一旦儿子执行了exec 或者exit 后，相于儿子买了自己的
房子了，这时候就相于分家了。