Linux fork()/vfork()的区别

本文主要是介绍Linux fork()/vfork()的区别，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

fork函数介绍

在Linux系统内，创建子进程的方法是使用系统调用fork()函数。fork()函数是Linux系统内一个非常重要的函数，它与我们之前学过的函数有一个显著的区别：fork()函数调用一次却会得到两个返回值。

所需头文件：
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>函数原型：pid_t fork()函数参数：无函数返回值：
0    子进程
>0    父进程，返回值为创建出的子进程的PID
-1    出错

利用fork()创建父子进程

fork()函数用于从一个已经存在的进程内创建一个新的进程，新的进程称为“子进程”，相应地称创建子进程的进程为“父进程”。使用fork()函数得到的子进程是父进程的复制品，子进程完全复制了父进程的资源，包括进程上下文、代码区、数据区、堆区、栈区、内存信息、打开文件的文件描述符、信号处理函数、进程优先级、进程组号、当前工作目录、根目录、资源限制和控制终端等信息，而子进程与父进程的区别有进程号、资源使用情况和计时器等。

在fork之后exec之前两个进程用的是相同的物理空间（内存区），子进程的代码段、数据段、堆栈都是指向父进程的物理空间，也就是说，两者的虚拟空间不同，但其对应的物理空间是同一个。当父子进程中有更改相应段的行为发生时，再为子进程相应的段分配物理空间，即写时复制。如果不是因为exec，内核会给子进程的数据段、堆栈段分配相应的物理空间（至此两者有各自的进程空间，互不影响），而代码段继续共享父进程的物理空间（两者的代码完全相同）。而如果是因为exec，由于两者执行的代码不同，子进程的代码段也会分配单独的物理空间。

父子进程的运行先后顺序是完全随机的（取决于系统的调度），也就是说在使用fork()函数的默认情况下，fork先返回子进程还是父进程是随机的，需要额外增加判断才能控制父进程在子进程前进行还是子进程在父进程前进行，比如父进程运行到某行后发个信号给子进程，子进程做循环等待，一直到收到父进程的信号。

vfork函数介绍

fork()函数还有一个兄弟函数：vfork()。

所需头文件：
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>函数原型：
pid_t vfork()返回值：同fork()函数

利用vfork()创建父子进程

vfork()函数功能与fork()函数功能类似不过更加彻底：内核不再给子进程创建虚拟空间，直接让子进程共享父进程的虚拟空间。当父子进程中有更改相应段的行为发生时，再为子进程相应的段创建虚拟空间并分配物理空间。

在vfork()函数创建子进程后父进程会阻塞，保证子进程先行运行，如果子进程未调用exec函数族函数或exit()函数，则父子进程会出现死锁现象。

fork()和vfork()的主要区别

fork()函数与vfork()函数的主要区别如下：

1. vfork()函数保证子进程先行运行，在子进程调度exec函数族函数或者exit()函数后父进程才会被调度运行。如果子进程需要依赖父进程的进一步动作，则会产生死锁。

fork()写时复制

fork（）会产生一个和父进程完全相同的子进程，出于效率考虑，Linux中引入了写时复制技术，也就是只有进程空间的各段的内容要发生变化时，才会将父进程的内容复制一份给子进程 。

在fork之后exec之前两个进程用的是相同的物理空间（内存区），子进程的代码段、数据段、堆栈都是指向父进程的物理空间，也就是说，两者的虚拟空间不同，但其对应的物理空间是同一个。当父子进程中有更改相应段的行为发生时，再为子进程相应的段分配物理空间，如果不调用exec，内核会给子进程的数据段、堆栈段分配相应的物理空间（至此两者有各自的进程空间，互不影响），而代码段继续共享父进程的物理空间（两者的代码完全相同）。而如果调用了exec，由于父子进程所执行的代码不同，子进程的代码段也会分配单独的物理空间。

父子进程共享的内容

1. 父子进程之间在刚fork后的相同处：全局变量、.data、.bbs、.text、栈、堆、环境变量、用户ID、宿主目录（进程用户家目录）、进程工作目录、信号处理方式等等，即0~3G的用户空间是完全一样的。
2. 父子进程之间在刚fork后的不同处: 进程ID、fork返回值(父进程中fork的返回值是子进程的PID，子进程返回0)、父进程ID、进程运行时间。

需要注意的是：文件描述符和mmap建立的映射区是父子进程一直共享的，不受写时复制影响。其实一个文件打开后只能有一个FILE结构体，因此对于多有的进程都是共享这一个结构体，不仅仅只是父子进程。

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