11、Linux 进程控制全解析

Linux 进程控制全解析

1. 进程控制基础

在传统的 UNIX 模型中，创建或改变进程主要有两种操作。可以使用 fork() 来创建一个与现有进程完全相同的新进程，还能使用 execve() 用另一个程序替换当前进程中正在运行的程序。运行另一个程序通常会涉及这两种操作，可能还会在其间改变环境。

较新的轻量级进程（线程）提供了独立的执行线程和栈，但共享数据段。Linux 特有的 __clone() 调用就是为支持线程而创建的，它通过指定共享的属性提供了更多的灵活性。使用共享内存可以对进程间的资源共享进行额外的控制。

2. 进程属性

现代操作系统（如 Linux）常使用“写时复制”特性，避免实际复制内存。新进程会复制虚拟和物理内存的映射，但新映射会被标记为只读。当进程尝试写入这些内存块时，异常处理程序会分配一个新的内存块，将数据复制到新块，更改映射以指向具有写访问权限的新块，然后恢复程序的执行。这一特性减少了创建新进程的开销。

下面的表格总结了四种主要改变进程的方式下，进程属性是如何共享、复制、替换或独立的：
| 属性 | fork() | 线程 | __clone() | execve() |
| — | — | — | — | — |
| 虚拟内存 (VM) - 代码段 | 复制 | 共享 | CLONE_VM | 替换 |
| 虚拟内存 (VM) - 常量数据段 | 不关心 | 共享