fork函数是什么?

2023-02-12  24

Fork:创建一个和当前进程映像一样的进程可以通过fork( )系统调用:

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

pid_t fork(void)

成功调用fork( )会创建一个新的进程,它几乎与调用fork( )的进程一模一样,这两个进程都会继续运行。在子进程中,成功的fork( )调用会返回0。在父进程中fork( )返回子进程的pid。如果出现错误,fork( )返回一个负值。

最常见的fork( )用法是创建一个新的进程,然后使用exec( )载入二进制映像,替换当前进程的映像。这种情况下,派生(fork)了新的进程,而这个子进程会执行一个新的二进制可执行文件的映像。这种“派生加执行”的方式是很常见的。

在早期的Unix系统中,创建进程比较原始。当调用fork时,内核会把所有的内部数据结构复制一份,复制进程的页表项,然后把父进程的地址空间中的内容逐页的复制到子进程的地址空间中。但从内核角度来说,逐页的复制方式是十分耗时的。现代的Unix系统采取了更多的优化,例如Linux,采用了写时复制的方法,而不是对父进程空间进程整体复制。

一、fork函数详解

函数原型:

#include <unistd.h>

pid_t fork(void)

fork函数是对整个进程进行了复制,我们称新的进程是原进程的子进程,子进程与父进程的区别在于:

1、父进程设置的锁,子进程不继承(因为如果是排它锁,被继承的话,矛盾了)

2、各自的进程ID和父进程ID不同

3、子进程的未决告警被清除;

4、子进程的未决信号集设置为空集。

二、 exec() 函数详解

用一个新的程序来替换现在的整个进程,其会将程序整个加载到现在的进程中,然后从头开始运行。

三、二者区别

通过上面的描述我们可以知道fork和exec经常会放到一块去使用,来创建一个新的子进程,并且在这个子进程里去运行一个新的程序。fork用来创建子进程,处理的对象是进程;而exec()是用来处理程序,重新加载一个进程里的程序。有人问,问什么不能把这两个东西合成一个syscall呢? 例如windows下就有createprocess的指令。有以下几方面的原因:

1、接口的通用性

要知道二者不一定必须要合在一起使用的,存在这种情况,即当前进程的程序已经执行完成,我可以直接通过exec来加载新程序,并不需要fork出一个新的进程,fork因为是完全复制进程,是很浪费时间的。还有进程监听TCP端口的时候,我们需要生成子进程来处理一些特定需求,然后主进程继续监听,但是这个时候是不需要exec的。

2、效率

fork出一整个进程会占用很多空间(需要存贮进程的指令,数据,栈),将两个syscall 分开可以让我们在子进程执行制定程序前对其进行修改,会高效很多。

还有一点,如果create process的话,就要涉及从一个地址空间把所有数据拿出来然后修改,然后迁移,跨地址空间的修改会很费时;两个分别的是先复制,然后根据exec来做reload。

函数签名: pid_t fork(void)

子进程中返回0,父进程中返回子进程ID,出错返回-1

函数签名:

pid_t waitpid(pid_t pid,int* stat_loc,int options)

函数签名:

pid_t getpid(void)

pid_t getppid(void)//用于获取父(parent)进程的pid

函数签名:

void eixt(int status)

示例1 创建一个这样的进程

创建一个如下的


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