frok 与 vfork

本文通过一个程序实例解析frok与vfork的区别,指出因printf缓存导致的输出差异,并解释了为什么vfork后的子进程调用return会结束整个程序,而exit则不会。文章还探讨了vfork在内存共享和exec上的优化作用,以及fork的写时拷贝(COW)优化策略。

一、首先看一个程序:

#include <stdio.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>

Int main()
{
Int i = 0;
For(i = 0 ; i < 2 ; i++)
{
Fork();
Printf(“-”);
}

Wait(NULL);
Wait(NULL);

Return 0;
}

上面这个程序一共输出多少个“-”?
  相信对fork()函数有所了解的,可能会说出是6个,但是结果真的是这样的吗?其实不然,正确的输出是8个。为什么会是这样呢?下面我们就来揭晓:
  其实很简单,不知道有人注意没,上面的程序的printf语句中没有换行。首先,我们都知道,fork时,子进程会复制父进程的进程空间,包括指令,变量值,程序调用栈,环境变量,缓冲区等。上面那个程序之所以输出8个是因为printf语句有缓存,该语句将“-”放入了缓存中,而没有真正输出,所以fork时,子进程会复制父进程的缓冲区,就多出了两个“-”。
  用图来表示可能更清楚些。
  

你想问的可能是`fork()`函数。`fork()`是一个在Unix、类Unix以及Linux操作系统中非常重要的系统调用,用于创建新进程。 ### 功能 `fork()`函数的主要功能是创建一个新的进程,这个新进程被称为子进程,而调用`fork()`的进程则称为父进程。子进程是父进程的一个副本,它会获得父进程的数据段、堆栈段和代码段的副本。这意味着子进程和父进程在`fork()`调用之后,会执行相同的代码,但可以根据`fork()`的返回值来区分是父进程还是子进程在执行。 ### 使用方法 在C语言中,`fork()`函数的原型如下: ```c #include <unistd.h> pid_t fork(void); ``` `fork()`函数返回一个`pid_t`类型的值,这个返回值有三种情况: - 在父进程中,`fork()`返回子进程的进程ID(一个正整数)。 - 在子进程中,`fork()`返回0。 - 如果`fork()`调用失败,返回 -1,并设置`errno`来指示错误类型。 以下是一个简单的示例代码: ```c #include <stdio.h> #include <unistd.h> int main() { pid_t pid = fork(); if (pid < 0) { // 处理错误 perror("fork"); return 1; } else if (pid == 0) { // 子进程 printf("This is the child process. PID: %d\n", getpid()); } else { // 父进程 printf("This is the parent process. Child PID: %d\n", pid); } return 0; } ``` ### 错误处理 `fork()`可能会因为以下几种原因失败: - 系统进程数量达到上限:如果系统中已经创建了太多的进程,`fork()`可能会失败。在这种情况下,`errno`会被设置为`EAGAIN`。 - 内存不足:如果系统没有足够的内存来为新进程分配资源,`fork()`也会失败,此时`errno`会被设置为`ENOMEM`。 在代码中,可以通过检查`fork()`的返回值来处理这些错误,如上述示例代码中所示,当`pid < 0`时,使用`perror()`函数输出错误信息。
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