Linux之fork與vfork區別

建立一個新進程的方法只有由某個已存在的進程呼叫fork()或vfork()



1.fork()函數




返回值：成功：父進程：返回子進程的PID
子進程：返回0
失敗：父進程返回-1
子進程是父進程的一個拷貝。即子進程從父進程得到資料段和堆、棧段的拷貝，這些需要分配新的記憶體（不是與父進程共用，而是單獨分配記憶體）；而對於唯讀的程式碼段，通常使用共用記憶體的方式存取。
fork返回後，子進程和父進程都從呼叫fork函數的下一條語句開始執行。
由於子進程與父進程的執行是無關的，所以，父進程可先於子進程執行，子進程也可以先於父進程執行
eg：
myfork.c



Makefile




執行結果




以前的fork建立一個子進程時，將會建立一個新的地址空間，並且拷貝父進程的資源，然後將會有兩種行為：1.執行從父進程那裡拷貝過來的程式碼段（進程希望複製自身，從而父子進程能同時執行不同段的程式碼）；2. 呼叫exec執行一個新的程式碼段（進程想執行另外一個程式）
當進程呼叫exec時，一個進程替換了當前進程的文字、資料、棧、堆段。這樣，前面的拷貝工作就白費力氣了，這種情況下，人們想出了vfork。
vfork並不複製父進程的進程環境，子進程在父進程的地址空間中執行，所以子進程不能進行寫操作，並且兒子“霸佔”著父親的房子的時候，就要委屈父親一下，讓他在外面歇著（阻塞），一旦兒子執行了exec或者exit後，相當於兒子買了屬於自己的房子，這時候就相當於分家了
2.vfork()函數




vfork建立新進程的主要目的在於呼叫exec函數執行另外的一個新程式，在沒呼叫exec或exit之前，子進程的執行是與父進程共用資料段的。
vfork呼叫中，子進程先執行，父進程掛起，直到子進程呼叫exec或者exit，在這以後，父子進程的執行順序不再被限制。
eg：
myvfork.c



Makefile




執行結果




一個經典的例子
test.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
void test()
{
    pid_t pid;
    pid=vfork();
    if(pid<0)  //失敗
    {
        printf("vfork errorn");
        exit(0);
    }
    else if(pid==0)
    {
        printf("1:child pid=%d,ppid=%dn",getpid(),getppid());
        return;  //return執行完後，把控制權交給呼叫函數，而exit()執行完後把控制權交給系統 ，改成_exit(0)，則會有另一種結果
    }
    else
    {
        printf("2:parent pid=%d,ppid=%dn",getpid(),getppid());
    }
}
void fun()
{
    int i=0;
    int buf[100];
    for(;i<100;i++)
    {
        buf[i]=0;
    }
    printf("3:child pid=%d,ppid=%dn",getpid(),getppid());
}
int main()
{
    test();
    fun();
    return 0;
}

Makefile



執行結果




程式在後續執行時出現了錯誤，並且可知道是在父進程中出現的錯誤
vfork函數呼叫時，子進程比父進程先執行，在呼叫test()函數執行時，子進程執行完之後，將清理test函數的棧空間，然後子進程再呼叫fun()函數，將覆蓋掉test的棧空間，繼續執行fun函數。但是，當子進程退出後，執行父進程，但是，在test函數返回的時候該棧空間已經被子進程破壞了，不存在了，所以就出現了棧錯誤
區別：
1.vfork保證子進程先執行，在它呼叫exec或者exit之後，父進程才可能被排程執行，之後，父子進程的執行順序才不再有限制。如果在呼叫exec或者exit之前，子進程依賴於父進程的進一步動作，則會導致死鎖
2.fork要拷貝父進程的進程環境（資料段），而vfork不需要完全拷貝父進程的進程環境（資料段），在呼叫exec或者exit之前，父子進程共用進程環境（資料段），相當於執行緒概念，此時父進程阻塞等待（因為子進程先執行）。
結束子進程：
exit和_exit函數用於正常終止一個程式,_exit()立即進入核心，exit()則需要先執行一些清除處理（包括呼叫執行各終止處理程式，關閉所有標準I/O流等），然後再進入核心。
結束子進程不用exit(0),而使用_exit(0)。因為_exit(0)在結束進程時，不對標準I/O流進行任何操作，而exit(0)回關閉進程的所有標準I/O流