fork和vfork

fork函数

fork函数为了创建新的子进程，fork函数被执行一次，但是返回值有两个，一个在父进程中返回，一个在子进程中返回，返回值在子进程中是0， 在父进程中是创建的子进程的PID， 在父进程中返回子进程的PID的原因是， 一个父进程可以有多个子进程， 然而没有方法通过其他方式获取子进程的PID， 为了对子进程有控制权， 所以在父进程中返回子进程的PID， fork出来的子进程会拷贝父进程的内存， 但是代码段这部分不会被拷贝到子进程， 因为子进程和父进程的代码段都相同， 且不会又修改， 现在的操作系统为了提高效率， 采用了COW（copy on write）， 即在写入的时候， 为了保持父进程和子进程的内存独立性， 会拷贝即将要写入的内存， 比如父进程要修改自己内存的某一个值， 此时就会将这个值所在的内存提前拷贝到子进程的内存空间， 这样父进程修改内存数据就不会对子进程的内存产生影响， 保证了fork出来的子进程内存和父进程内存的独立。

一个例子：

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main ()
{
    pid_t fpid; 
    int count=0;
    fpid=fork();
    if (fpid < 0)
        printf("error in fork!");
    else if (fpid == 0) {
        printf("i am the child process, my process id is %d\n",getpid());
        count++;
    }
    else {
        printf("i am the parent process, my process id is %d\n",getpid());
        printf("count : %d\n",count);
    }
    return 0;
}

结果是:

i am the parent process, my process id is 1736
count : 0
i am the child process, my process id is 1737
count : 1

子进程修改了count数值，由于COW，保证了两个内存的独立性，所以结果如上。

fork函数和File Shareing

直接上图:

父进程和子进程的文件表项是不同的，但是所指向的文件指针是相同的（存在内核内存中）。

vfork函数

vfork函数返回值和fork一样，只不过和fork函数不同的是，vfork会拷贝父进程的内存，所以父进程和子进程共享同样的内存

来一个例子：

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main ()
{
    pid_t fpid; //fpid表示fork函数返回的值
    int count=0;
    fpid=vfork();
    if (fpid < 0)
        printf("error in fork!");
    else if (fpid == 0) {
        printf("i am the child process, my process id is %d\n",getpid());
        count++;
        printf("count : %d\n",count);
    }
    else {
        printf("i am the parent process, my process id is %d\n",getpid());
        printf("count : %d\n",count);
    }
    return 0;
}

结果是：

i am the child process, my process id is 2424
count : 1
i am the parent process, my process id is 2423
count : 0

这里有一个注意的地方是，当子进程调用exit函数才共享父进程的内存，上述没有调用exit函数，所以结果有偏差，这里改一下：

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#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main ()
{
    pid_t fpid; //fpid表示fork函数返回的值
    int count=0;
    fpid=vfork();
    if (fpid < 0)
        printf("error in fork!");
    else if (fpid == 0) {
        printf("i am the child process, my process id is %d\n",getpid());
        count++;
        printf("count : %d\n",count);
        _exit(0);
    }
    else {
        printf("i am the parent process, my process id is %d\n",getpid());
        printf("count : %d\n",count);
    }
    return 0;
}

结果是：

i am the child process, my process id is 2465
count : 1
i am the parent process, my process id is 2464
count : 1