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fork函数和vfork函数

2020-05-13 16:00:41来源：博客园阅读 ()

fork函数和vfork函数

fork函数

在诸多应用中，创建多个进程是任务分解时行之有效的方法。例如，某一网络服务器进程可在侦听客户端请求的同时，为处理每---请求而创建一新的子进程，与此同时，服务器进程会继续侦听更多的客户端连接请求。以此类手法分解任务，通常会简化应用程序的设计，同时提高了系统的并发性。(即，可同时处理更多的任务或请求。)

1 #include <sys/types.h>     
2 #include <unistd.h>    
3 pid_t fork(void); //返回：子进程中为0，父进程中为子进程I D，出错为-1

执行调用后将存在两个进程，且每个进程都会从fork()的返回处继续执行。

这两个进程将执行相同的程序文本段，但却各自拥有不同的栈段、数据段以及堆段拷贝。子进程的栈、数据以及栈段开始时是对父进程内存相应各部分的完全复制。执行fork()之后，每个进程均可修改各自的栈数据、以及堆段中的变量，而并不影响另一进程。

注：现在很多的实现并不做一个父进程数据段和堆的完全拷贝，因为在fork之后经常跟随着exec。作为替代，使用了在写时复制( Copy-On-Write, COW)的技术。这些区域由父、子进程共享，而且内核将它们的存取许可权改变为只读的。（详见Linux|Unix系统编程手册）

程序代码则可通过fork()的返回值来区分父、子进程。在父进程中，fork()将返回新创建子进程的进程ID。

当无法创建子进程时，fork()将返回-1。失败的原因可能在于，进程数量要么超出了系统针对此真实用户(realuser ID)在进程数量.上所施加的限制(RLIMIT_ NPROC)，要么是触及允许该系统创建的最大进程数这一系统级上限。

一般来说，在fork之后是父进程先执行还是子进程先执行是不确定的。这取决于内核所使用的调度算法。如果要求父、子进程之间相互同步，则要求某种形式的进程间通信。

例子：

 1 #include<stdio.h>
 2 #include<sys/types.h>
 3 #include<unistd.h>
 4 #include<sys/wait.h>
 5 #include<stdlib.h>
 6 #include<errno.h>
 7 #include<string.h>
 8 
 9 int main()
10 {
11     pid_t childPid;
12     /* if((childPid=fork())==-1)
13     {
14         printf("Fork error %s\n",strerror(errno));
15         exit(1);
16     }
17     else
18         if(childPid==0)
19         {
20             printf("I am the child : %d\n",getpid());
21             exit(0);
22         }
23         else
24         {
25             printf("I am the father : %d\n",getpid());
26             exit(0);
27         } */
28         switch(childPid=fork()){
29             case -1:
30                 printf("Fork error %s\n",strerror(errno));
31                 exit(1);
32             case 0:
33                 printf("I am the child : %d\n",getpid());
34                 exit(0);
35             default:
36                 printf("I am the father : %d\n",getpid());
37                 exit(0);
38                 
39         }
40     return 0;
41 }

View Code

结果：

vfork函数

类似于fork(), vfork()可以为调用进程创建一个新的子进程。然而，vfork()是为子进程立即执行exec()的程序而专门设计的。

#include <sys/types.h>     
#include <unistd.h>    
pid_t vfork(void); //返回：子进程中为0，父进程中为子进程I D，出错为-1

vfork()与fork()一样都创建一个子进程，但是它并不将父进程的地址空间完全复制到子进程中，因为子进程会立即调用 exec (或exit)，于是也就不会存访该地址空间。不过在子进程调用 exec或exit之前，它在父进程的空间中运行。vfork()和fork()之间的另一个区别是：vfork()保证子进程先运行，在它调用exec或exit之后父进程才可能被调度运行。（如果在调用这两个函数之前子进程依赖于父进程的进一步动作，则会导致死锁。）

例子：

 1 #include<stdio.h>
 2 #include<sys/types.h>
 3 #include<unistd.h>
 4 #include<sys/wait.h>
 5 #include<stdlib.h>
 6 #include<errno.h>
 7 #include<string.h>
 8 
 9 int main()
10 {
11     pid_t childPid;
12     if((childPid=vfork())==-1)
13     {
14         printf("Fork error %s\n",strerror(errno));
15         exit(1);
16     }
17     else
18         if(childPid==0)         //子进程
19         {
20             sleep(1);           //子进程睡眠一秒
21             printf("I am the child : %d\n",getpid());
22             exit(0);
23         }
24         else                      //父进程
25         {
26             printf("I am the father : %d\n",getpid());
27             exit(0);
28         }
29     /* switch(childPid=vfork()){
30             case -1:
31                 printf("Fork error %s\n",strerror(errno));
32                 exit(1);
33             case 0:               //子进程
34                 sleep(1);        //子进程睡眠一秒
35                 printf("I am the child : %d\n",getpid());
36                 exit(0);
37             default:            //父进程
38                 printf("I am the father : %d\n",getpid());
39                 exit(0);
40                 
41         } */
42     return 0;
43 }