Linux-vfork与fork简单对比分析
来源:互联网 发布:mac pro配置 编辑:程序博客网 时间:2024/06/16 12:30
fork相关问题:
一、fork基础了解
fork作用为创建一个子进程,在使用了fork命令后,内核会分配新的内存块和数据结构给子进程,并且将父进程的部分数据结构内容拷贝到子进程,最后再将子进程添加到系统进程列表中,添加完成后fork返回,开始调度。
头文件:#include < unistd.h >
函数原型:pid_t fork( )
返回值:返回值大于0则当前进程为父进程,等于0代表为子进程,小于零代表创建子进程失败。
通过一个例子来了解:
1 #include <stdio.h> 2 #include <unistd.h> 3 4 5 int main() 6 { 7 int tmp = 5; 8 pid_t res = fork(); 9 if(res < 0){ 10 //fork失败 11 perror("fork"); 12 }else if(res == 0){ 13 //该进程为子进程 14 printf("im child[%d],fasther is %d,tmp is %d.\n",getpid(),getppid(),tmp++); 15 }else{ 16 //该进程为父进程 17 printf("im father[%d],tmp is %d.\n",getpid(),tmp++); 18 } 19 printf("tmp = %d\n",tmp); 20 return 0; 21 }
运行结果:
im father[3128],tmp is 5.
tmp = 6
im child[3129],fasther is 1,tmp is 5.
tmp = 6
相关问题小结:
通过结果很明显的能看出本次调用中,先执行父进程,对应pid为3128,在父进程中tmp++,所以输出为6;关键问题在于子进程,有两个关键点。
①为什么结果中子进程父亲pid为1:通过输出我们能看出父进程先执行完成后才执行的子进程,也就是说当子进程执行时父进程已结束,此时该子进程相当于一个孤儿进程,被pid为1也就是Init进程所管理,所以子进程的ppid为1;
②为什么子进程最后输出tmp值还为6: fork进程采用的是写时拷贝,父子进程一开始共享一片内存区域,但是只有有一方要对数据进行修改,则再开辟一块空间,防止相互修改影响。所以在上述代码中,虽说是一个tmp,其实内存中各自保留了一份值。
二、关于fork过程中写时拷贝:
这下就不难看出,父子进程数据段和代码段开始时是共享一块对应的内存,当一方尝试写入时,便产生了写时拷贝。需要注意的是:fork之前,父进程独立执行,fork之后,父子两个执行流分别执行,至于谁先执行,由调度器决定。可通过下面例子很明显的看出是从fork之后才分别执行。
1 #include <stdio.h> 2 #include <unistd.h> 3 4 5 int main() 6 { 7 int tmp = 5; 8 printf("There is fork before\n"); 9 pid_t res = fork(); 10 if(res < 0){ 11 //fork失败 12 perror("fork"); 13 }else if(res == 0){ 14 //该进程为子进程 15 printf("im child[%d],tmp is %d.\n",getpid(),tmp++); 16 }else{ 17 //该进程为父进程 18 printf("im father[%d],tmp is %d.\n",getpid(),tmp++); 19 } 20 printf("tmp = %d\n",tmp); 21 return 0; 22 }~
输出结果:
There is fork before
im father[3625],tmp is 5.
tmp = 6
im child[3626],tmp is 5.
tmp = 6
三、fork调用失败的原因:
①系统中已经存在太多进程,无法再创建新的进程。可通过ulimit -a命令查看当前所有的资源限制。
②内存不足,由于开辟每个新的进程都要分配一个PCB,并为新进程分配资源,内存都不足也就别提还想着再创建进程了。
vfork相关问题:
一、vfork基础了解
<1>vfork创建新进程的主要目的在于用exec函数执行另外的程序,实际上,在没调用exec或_exit之前子进程与父进程共享数据段。在vfork调用中,子进程先运行,父进程挂起,直到子进程调用exec或_exit,在这以后,父子进程的执行顺序不再有限制。
头文件:#include < unistd.h >
函数原型:pid_t vfork( )
返回值:返回值大于0则当前进程为父进程,等于0代表为子进程,小于零代表创建子进程失败。
通过一个例子来了解:
1 #include <stdio.h> 2 #include <unistd.h> 3 4 int tmp = 3; 5 6 int main() 7 { 8 pid_t res = vfork(); 9 if(res < 0){ 10 perror("vfork"); 11 _exit(1); 12 }else if(res == 0){ 13 tmp = 10; 14 printf("child res = %d\n",tmp); 15 _exit(0); 16 }else{ 17 printf("father res = %d\n",tmp); 18 } 19 20 return 0; 21 }
输出结果:
child res = 10
father res = 10
结果分析:正如上面所说的,子进程直接公用父进程的页表,改变子进程的数据也会影响到父进程。
<2>vfork用处:
vfork()跟fork()类似,都是创建一个子进程,这两个函数的的返回值也具有相同的含义。但是vfork()创建的子进程基本上只能做一件事,那就是立即调用_exit()函数或者exec函数族成员,调用任何其它函数(包括exit())、修改任何数据(除了保存vfork()返回值的那个变量)、执行任何其它语句(包括return)都是不应该的。更需要注意的是:调用vfork()之后,父进程会一直阻塞,直到子进程调用_exit()终止,或者调用exec函数族成员。
<3>为什么只能用_exit退出:
exit()是对_exit()的封装,它自己在调用_exit()前会做很多清理工作,其中包括刷新并关闭当前进程使用的流缓冲(比如stdio.h里面的printf等),由于vfork()的子进程完全共享了父进程地址空间,子进程里面的流也是共享的父进程的流,所以子进程里面是不能做这些事的。直接return就更不行了,子进程return以后,会从当前函数的外部调用点后面继续执行,这后面子进程可能将会执行很多语句,结果就没法预料了。在man手册中也强调了这一点,必须使用_exit退出。
总结对比:
一、父子进程调用先后顺序不同:fork()由调度决定,vfork先子进程,后父进程;
二、对父进程页表的操作不同:fork()会复制父进程的页表,而vfork()不会复制,直接让子进程共用父进程的页表;
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