一、fork()

#include <unistd.h>
pid_t fork(void);

//返回：子进程返回0，父进程返回子进程ID，出错为-1

1.功能

fork可用于创建一个子进程

2.fork的返回值

fork函数被调用一次，但返回两次，成功时：

子进程的PID将在父进程中返回

而0将在子进程中返回

失败时：

-1：是在父进程中返回，不创建子进程，并且正确设置errno

3.创建的子进程与父进程之间的关系

①子进程是父进程的副本。例如，子进程获得父进程数据空间、堆和栈的副本
②因为子进程是副本。所以子进程只是拷贝父进程的内容，但是父、子进程并不共享这些存储空间部分
③父、子进程共享正文段

子进程继承父进程的其他性质

实际用户ID、实际组ID、有效用户ID、有效组ID、添加组ID、进程组ID、对话期I D

控制终端、设置-用户-ID标志和设置-组-ID标志、当前工作目录、根目录、文件方式创建屏蔽字、信号屏蔽和排列、对任一打开文件描述符的在执行时关闭标志、环境、连接的共享存储段、资源限制

父、子进程之间的区别

fork的返回值、进程ID、不同的父进程ID

子进程的s tms_utime ,tms_stime , tms_cutime, 以及tms_cstime设置为0

父进程设置的锁子进程不继承

子进程的未处理闹钟被清除

子进程的未处理信号集设置为空集

4.fork的两种用法

一个父进程希望复制自己，使父、子进程同时执行不同的代码段。这在网络服务进程中是常见的——父进程等待委托者的服务请求。当这种请求到达时，父进程调用fork，使子进程处理此请求。父进程则继续等待下一个服务请求
一个进程要执行一个不同的程序。这对shell是常见的情况。在这种情况下，子进程在从fork返回后立即调用e x e

5.写时复制

由于在fork之后进程跟随着exec，所以现在的很多实现并不执行一个父进程数据段、栈和堆的完全副本。作为替代，使用了写时复制（copy-on-write ，COW）技术
这些区域由父、子进程共享，而且内核将它们的访问权限改变为只读
如果父、子进程中的任一试图修改这些区域，则内核只为修改区域的那块内存制作一个副本，通常是虚拟存储系统的一“页”

6.案例

int globvar = 6;
char buf[] = "a write to stdout\n";
int main(void)
{
    int var; 
    pid_t pid;
    var = 88;
    if (write(STDOUT_FILENO, buf, sizeof(buf)-1) != sizeof(buf)-1)
        perror("write error");
    printf("before fork\n"); 
    if ((pid = fork()) < 0) {
        perror("fork error");
    } 
    else if (pid == 0) { 
        globvar++;
        var++;
    } 
    else {
        sleep(2); 
    }
    printf("pid = %ld, glob = %d, var = %d\n", (long)getpid(), globvar,var);
    exit(0);
}

实验一：

先打印信息。

然后打印子进程的pid，再打印父进程的pid（因此父、子进程的执行时随机的，先后不确定。所以程序让父进程sleep3秒，让子进程先执行）

实验二：

我们让输出信息重定向到一个文件中

"before fork"打印两次的原因：

标准输出如果输出到终端设备，则是行缓冲，所以实验一只打印一次

而实验二不是输出到终端设置，则是全缓冲。因为printf还没有打印，子进程创建了，此时缓冲区的数据就会复制一份到子进程中。因此当每个进程终止时，其缓冲区中的内容都被写到文件中

7.父、子进程文件共享

fork的一个特性是所有由父进程打开的描述符都被复制到子进程中

这种共享文件的方式使父、子进程对同一文件使用了一个文件位移量。因此父、子进程对同一文件描述符操作时会出现混乱

在fork之后后处理文件描述符有两种常见的情况：

父进程等待子进程完成。在这种情况下，父进程无需对其描述符做任何处理。当子进程终止后，它曾进行过读、写操作的任一共享描述符的文件位移量已做了相应更新
父、子进程各自执行不同的程序段。在这种情况下，在fork之后，父、子进程各自关闭它们不需使用的文件描述符，并且不干扰对方使用的文件描述符。这种方法是网络服务进程中经常使用的

二、vfork()

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
pid_t vfork(void);

//返回值：与fork相同

备注：

1.功能

vfork用于创建一个新进程，而该新进程的目的是exec一个新程序

2.vfork()的特点

不过在子进程调用exec或exit之前，它在父进程的空间中运行。这种工作方式在某些UNIX的实现中提高了效率
但是如果子进程修改数据（除了用于存放vfork返回值的变量）、进行函数调用、或者没有调用exec或exit就返回都可能会带来未知的后果

3.与fork()的不同

vfork与fork一样都创建一个子进程，但是它并不将父进程的地址空间完全复制到子进程中，因为子进程会立即调用exec(或exit)，于是也就不会存访该地址空间
重点：vfork保证子进程先运行，在它调用exec或exit之后父进程才可能被调度运行。（如果在调用这两个函数之前子进程依赖于父进程的进一步动作，则会导致死锁）

4.演示案例

int globvar = 6; 
int main(void)
{
    int var; 
    pid_t pid;
    var = 88;
    printf("before vfork\n"); 
    if ((pid = vfork()) < 0) {
        perror("vfork error");
    } 
    else if (pid == 0) { 
        globvar++;
        var++;
        _exit(0); 
    }

    printf("pid = %ld, glob = %d, var = %d\n", (long)getpid(), globvar,var);
    exit(0);
}

运行结果：

因为vfork创建的子进程在父进程的地址空间中运行，所以vfrok()改变了值，父进程的也变化了

Linux(编程-进程基础):08:---进程创建（fork、vfork）

一、fork()

二、vfork()

猜你喜欢