Linux vfork简介

最新推荐文章于 2025-02-18 09:00:00 发布

原创最新推荐文章于 2025-02-18 09:00:00 发布 · 735 阅读

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本文详细解析了vfork与fork的区别及其应用场景，包括vfork如何通过共享内存来提高效率，为何不能在子进程中使用return，以及如何正确地使用vfork避免coredump。此外，还介绍了fork的一种优化方式——写时拷贝技术。

（一）vfork和fork的区别

fork 是创建一个子进程，并把父进程的内存数据copy到子进程中。
vfork 是创建一个子进程，并和父进程的内存数据share一起用。

为什么有vfork，因为大多数fork的子进程就直接exec或者exit那么再copy一份内存数据就显得没必要了。
在子进程调用exec和exit之前，都在父进程的空间中运行。

所以，BSD搞出了个父子进程共享的 vfork，这样成本比较低。因此，vfork本就是为了exec而生。

另外vfork跟fork还有一个区别就是：vfork保证子进程先运行，在它调用exec或者exit之后父进程才被调度，当子进程调用这两个函数中的任意一个时，父进程会恢复运行。

（二）vfork与core dump

详情见vfork挂掉的一个问题

代码见：https://github.com/NearXdu/APUE

在子进程中使用return就会挂掉：

//bad_vfork.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int glob = 6;
int
main(void)
{
    int var;
    pid_t pid;
    var = 88;
    printf("before vfork\n");
    if ((pid = vfork()) < 0) {
    printf("vfork error");
    exit(-1);
    } else if (pid == 0) 
    {
    /* 子进程 */
    glob++;
    var++;
    return 0;
    }
    printf("pid=%d, glob=%d, var=%d\n", getpid(), glob, var);
    return 0;
}

从上面我们知道，结束子进程的调用是exit()而不是return，如果你在vfork中return了，那么，这就意味main()函数return了，
注意因为函数栈父子进程共享，所以整个程序的栈就跪了。

如果你在子进程中return，那么基本是下面的过程：

1）子进程的main() 函数 return了，于是程序的函数栈发生了变化。

2）而main()函数return后，通常会调用 exit()或相似的函数（如：_exit()，exitgroup()）

3）这时，父进程收到子进程exit()，开始从vfork返回，但是尼玛，老子的栈都被你子进程给return干废掉了，你让我怎么执行？（注：栈会返回一个诡异一个栈地址，对于某些内核版本的实现，直接报“栈错误”就给跪了，然而，对于某些内核版本的实现，于是有可能会再次调用main()，于是进入了一个无限循环的结果，直到vfork 调用返回 error

好了，现在再回到 return 和 exit，return会释放局部变量，并弹栈，回到上级函数执行。

exit直接退掉。如果你用c++ 你就知道，return会调用局部对象的析构函数，exit不会。（注：exit不是系统调用，是glibc对系统调用_exit()或_exitgroup()的封装）

可见，子进程调用exit() 没有修改函数栈，所以，父进程得以顺利执行。

但是！注意！如果你调用 exit() 函数，还是会有问题的，正确的方法应该是调用 _exit() 函数，因为 exit() 函数会 flush 并 close 所有的标准 I/O

这样会导致父进程受到影响。

正确的代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int glob = 6;

    int
main(void)
{
    int var;
    pid_t pid;
    var = 88;
    printf("before vfork\n");
    if ((pid = vfork()) < 0) {
    printf("vfork error");
    exit(-1);
    } else if (pid == 0) {
    /* 子进程 */
    glob++;
    var++;
    _exit(0);
    }
    printf("pid=%d, glob=%d, var=%d\n", getpid(), glob, var);
    return 0;
}