Linux fork() vfork()-白红宇

Linux fork() vfork()

阅读量：4167 次

发布时间：2019-05-26

本文共 3190 字，大约阅读时间需要 10 分钟。

对于主进程 fork()返回新建的子进程ID，子进程fork()返回0

进程配置有唯一的进程控制块PCB，由proc结构和usr结构组成。

下面依次介绍进程相关的系统调用：

1：fork（）函数创建一个子进程

#include
   
     /* 提供类型pid_t的定义 */#include
    
      /* 提供函数的定义 */pid_t fork(void);

只看fork的名字，可能难得有几个人可以猜到它是做什么用的。fork系统调用的作用是复制一个进程。当一个进程调用它，完成后就出现两个几乎一模一样的进程，我们也由此得到了一个新进程。据说fork的名字就是来源于这个与叉子的形状颇有几分相似的工作流程。

在Linux 中，创造新进程的方法只有一个，就是我们正在介绍的fork。其他一些库函数，如system()，看起来似乎它们也能创建新的进程，如果能看一下它们的源码就会明白，它们实际上也在内部调用了fork。包括我们在命令行下运行应用程序，新的进程也是由shell调用fork制造出来的。fork有一些很有意思的特征，下面就让我们通过一个小程序来对它有更多的了解。

/* fork_test.c */#include
       
        #inlcude
        
         main(){pid_t pid; /*此时仅有一个进程*/pid=fork();/*此时已经有两个进程在同时运行*/if(pid<0)printf("error in fork!");else if(pid==0)printf("I am the child process, my process ID is %d/n",getpid());elseprintf("I am the parent process, my process ID is %d/n",getpid());}

编译并运行：

$gcc fork_test.c -o fork_test$./fork_testI am the parent process, my process ID is 1991I am the child process, my process ID is 1992

看这个程序的时候，头脑中必须首先了解一个概念：在语句pid=fork()之前，只有一个进程在执行这段代码，但在这条语句之后，就变成两个进程在执行了，这两个进程的代码部分完全相同，将要执行的下一条语句都是if(pid==0)……。

两个进程中，原先就存在的那个被称作“父进程”，新出现的那个被称作“子进程”。父子进程的区别除了进程标志符（process ID）不同外，变量pid的值也不相同，pid存放的是fork的返回值。fork调用的一个奇妙之处就是它仅仅被调用一次，却能够返回两次，它可能有三种不同的返回值：

在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID；

在子进程中，fork返回0；

如果出现错误，fork返回一个负值；

fork出错可能有两种原因：（1）当前的进程数已经达到了系统规定的上限，这时errno的值被设置为EAGAIN。（2）系统内存不足，这时errno的值被设置为ENOMEM。（关于errno的意义，请参考本系列的第一篇文章。）

所需头文件：

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

pid_t vfork(void);

功能：

vfork() 函数和 fork() 函数（请）一样都是在已有的进程中创建一个新的进程，但它们创建的子进程是有区别的。

参数：

无

返回值：

成功：子进程中返回 0，父进程中返回子进程 ID。pid_t，为无符号整型。

失败：返回 -1。

fork() 与 vfock() 都是创建一个进程，那它们有什么区别呢？

1）fork()：父子进程的执行次序不确定。

vfork()：保证子进程先运行,在它调用 exec（进程替换）或 exit（退出进程）之后父进程才可能被调度运行。

2）fork()：子进程拷贝父进程的地址空间，子进程是父进程的一个复制品。

vfork()：子进程共享父进程的地址空间（准确来说，在调用 exec（进程替换）或 exit（退出进程）之前与父进程数据是共享的）

验证：通过 vfork() 创建的子进程会执行完后，才到父进程执行：

[csharp]
 
#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <unistd.h>  
  
int main(int argc, char *argv[])  
{  
    pid_t pid;  
      
    pid = vfork();  // 创建进程  
    if(pid < 0){ // 出错  
        perror("vfork");  
    }  
      
    if(0 == pid){ // 子进程  
        sleep(3); // 延时 3 秒  
        printf("i am son\n");  
          
        _exit(0); // 退出子进程，必须  
    }else if(pid > 0){ // 父进程  
          
        printf("i am father\n");  
    }  
      
    return 0;  
}  

上面的代码，已经让子进程延时 3 s，

结果还是子进程运行结束后，父进程才执行

，运行结果如下：

验证：子进程共享父进程的地址空间

[csharp]
 
#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <unistd.h>  
int a = 10;  
int main(int argc, char *argv[])  
{  
    pid_t pid;  
    int b = 20;  
      
    pid = vfork();  // 创建进程  
    if(pid < 0){ // 出错  
        perror("vfork");  
    }  
      
    if(0 == pid){ // 子进程  
      
        a = 100, b = 200;  
        printf("son: a = %d, b = %d\n", a, b);  
          
        _exit(0); // 退出子进程，必须  
    }else if(pid > 0){ // 父进程  
          
        printf("father: a = %d, b = %d\n", a, b);     
    }  
      
    return 0;  
}  

通常运行结果得知，子进程修改 a, b 的值，会影响到父进程的 a, b, 效果图如下：

vfork() 保证子进程先运行，在它调用 exec（进程替换）或 exit（退出进程）之后父进程才可能被调度运行。如果子进程没有调用 exec, exit, 程序则会导致死锁，程序是有问题的程序，没有意义，测试代码如下：

[csharp]
 
#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <unistd.h>  
  
int main(int argc, char *argv[])  
{  
    pid_t pid;  
      
    pid = vfork();  // 创建进程  
    if(pid < 0){ // 出错  
        perror("vfork");  
    }  
      
    if(0 == pid){ // 子进程  
      
        printf("i am son\n");  
        sleep(1);  
          
        // 子进程没有调用 exec 或 exit  
    }else if(pid > 0){ // 父进程  
          
        printf("i am father\n");  
        sleep(1);  
    }  
      
    return 0;  
}  

运行结果如下：

所以，用 vfork() 创建进程，子进程里一定要调用 exec（进程替换）或 exit（退出进程），否则，程序会出问题，没有意义。

你可能感兴趣的文章