【原】fork和vfork那些事

fork和vfork那些事

vfork：

#include <stdio.h>
#include <sched.h>
#include <unistd.h>

int data = 10;
int child_process(){
    printf("Child process %d, data1 %d\n",getpid(),data);
    data = 20;
    printf("Child process %d, data2 %d\n",getpid(),data);
    _exit(0);
}
int main(int argc, char* argv[]){
    if(vfork()==0) {
        child_process();
    }else{
        sleep(1);
        printf("Parent process %d, data3 %d\n",getpid(), data);
    }
}

你知道上述data1、data2和data3分别是多少吗？先自己思考下，后文一起解密。

fork:

#include <sched.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int data = 10;
int child_process(){
    printf("Child process %d, data4 %d\n",getpid(),data);
    data = 20;
    printf("Child process %d, data5 %d\n",getpid(),data);
    _exit(0);
}
int main(int argc, char* argv[]){
    int pid;
    pid = fork();
    if(pid==0) {
        child_process();
    }else{
        sleep(1);                           printf("Parent process %d, data6 %d\n",getpid(), data);
        exit(0);
    }
}

上述代码改动了一个地方，就是把vfork换成了fork，你知道data4、data5和data6的结果吗？我们先来分析下vfork和fork的区别，然后再公布答案。

先说fork吧。fork创建出子进程后，子进程复制了父进程的资源，诸如文件系统，打开的文件，信号等，但是内存空间却是用了写时拷贝机制（Copy On Write），简单介绍下写时拷贝机制，就是子进程拷贝父进程的页表，并将父进程中具有写权限的物理页对应的页表项置为只读，也就是说，此时父子进程具有相同的页表，虚拟地址对应的物理地址也一样，只是物理地址都是只读的，当子进程或父进程其中的一个写物理内存时，由于是只读的，所以会发生pagefault，此时才给执行写操作的进程分配物理页，并将新分配的物理页连接到执行写操作的进程的页表中，最后把旧物理页对应的在没执行写操作的进程的页表项改为可写。这样一来，父子进程相同的虚拟地址就对应了不同的物理地址。看完上述的分析，那么data4、data5和data6分别是10、20和10.你答对了吗？

再说vfork。vfork创建出子进程后，子进程复制了父进程的文件系统、打开的文件、信号等资源，但是内存空间却是与父进程共享的，且父进程会阻塞，直到子进程执行exit(0)或执行exec。由于共享内存，所以data1、data2和data3的值就是10、20和20.

最后在说一点，我们从分析中也可看出，fork是依赖Copy On Write机制的，而写时拷贝机制依赖MMU，所以在没有MMU的CPU上，就没有fork，但是可以有vfork。