fork拷贝父进程的什么东西

本文深入探讨了Linux系统中fork机制的工作原理,特别是如何通过复制用户空间而非整个物理内存来实现进程创建,以及这对锁机制的影响。

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    之前一直不能理解fork拷贝的父进程内容是什么,直到前天晚上突然顿悟,有感而发,所有今天晚上花点时间来记录一下心得:

    相信大家之前都听说过linux分为用户空间跟内核空间,但是一直没有搞清楚一点,内核寻址可以达到所有的物理内存大小,所以内核能访问所有的物理内存。用户空间的物理起始地址从指定地址开始,所以用户空间的访问不到内核部分的地址,这也是为了操作系统安全。操作系统为了避免程序使用内存的麻烦,弄出了一个虚拟地址,程序中访问的都是虚拟地址。例如32位机子每个程序能访问4G的内存,但是其中有1G是所有程序通用的,这部分就是内核所在的空间。

  接下来就是主题,所以fork在拷贝的时候只需要拷贝,用户空间3G的大小,即可。因为锁是实现在用户空间,所以也会一并拷贝,这就要注意fork的时候,程序中要注意锁的使用。

  这是目前对linux的最新理解,可能不是很正确欢迎大家积极指点,交流学习。


### Fork 创建的父进程与子进程的关系 Fork 调用用于创建新进程,该操作由现有进程发起并复制其当前状态来形成新的子进程。在 fork 执行之后,两个几乎完全相同的进程中有一个是原进程(父进程),另一个是由前者派生出来的副本(子进程)。父子两者的区别在于返回值以及它们各自的 PID 和 PPID (父进程 ID)[^1]。 对于父进程而言,在成功调用 `fork()` 后会获得一个正值作为子进程的 PID;而子进程则会在相同位置收到 0 的返回结果,并且拥有自己独立的新 PID 。这种机制允许程序区分哪个部分正在父进程中执行,哪些是在新生的子进程中运行[^3]。 #### 关键属性对比 | 属性 | 父进程 | 子进程 | | --- | ------ | -------| | 返回值 | 新建子进程的 PID | 总为 0 | | 自身 PID | 不变 | 新分配 | | 父进程 PID | 不变 | 继承自父进程 | ### 行为差异 - **资源共享**:尽管两者看起来相似,但实际上除了某些特定的数据结构外,比如文件描述符表项等会被二者共同持有之外,其他大部分内存映像都会被操作系统标记为写时拷贝(Copy-On-Write),这意味着只有当任意一方尝试修改数据时才会真正分离出单独的一份副本给改方使用[^2]。 - **终止通知**:一旦子进程结束生命周期,不会立即释放其所占用的所有系统资源直到对应的僵尸(zombie)条目被清理掉为止——这通常发生在父进程通过 wait 或 waitpid 类型的功能收集到有关已故子女的信息之时。如果子进程异常退出,则可以通过宏 WIFSIGNALED 来检测相应的信号编号[^4]。 ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <sys/wait.h> int main() { pid_t pid; printf("Before forking.\n"); pid = fork(); if (pid < 0){ fprintf(stderr,"Fork failed\n"); exit(1); }else if(pid == 0){ // Child process printf("This is child process, my PID=%d and parent's PID=%d\n",getpid(), getppid()); sleep(5); // Simulate work _exit(EXIT_SUCCESS); // Exit without calling cleanup handlers. } else{ // Parent process int status; wait(&status); // Wait until the child has finished. if(WIFEXITED(status)){ printf("Child exited normally with code %d\n", WEXITSTATUS(status)); } if(WIFSIGNALED(status)){ printf("Child terminated by signal %d\n", WTERMSIG(status)); } printf("Parent got message from child. My PID=%d\n", getpid()); } } ```
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