Linux创建进程的fork()函数

时间:2021-11-22 17:34:37

         在Linux中,fork函数的功能就是在一个进程中创建一个新的进程,当前调用fork函数的进程就是产生的新进程的父进程,新进程在以下也称为子进程。在新进程生成之后就会在系统中开始执行。

  函数原型:其中pid_t 是一个long。

pid_t fork(void); 

        在父进程中,返回值是子进程的进程ID,而在子进程中,返回值则是0,所以可以通过判断fork函数的返回值来判断当前执行的是父进程还是子进程。

        创建之后的子进程与父进程执行相同的程序段,但是拥有不同的堆栈段以及数据段,但是子进程中堆栈段和数据段都是父进程的完全复制,直到调用exec()函数簇让子进程去执行的新的代码,子进程就完全拥有了属于自己的代码段、堆栈段和数据段。

        在这个过程中,期初的Linux系统,确实是将父进程的所有内存进行复制产生新的进程映像,但太浪费内存了,所以现在并不会直接复制父进程的所有内存,而是子进程与父进程共享代码段,子进程的一系列进程级列表都指向父进程的页表,在exec()函数调用之后,再对子进程的页表进行相应的调整,这个操作就用到了写时复制技术(copy-on-write),也就是从这一刻起,子进程开始独立地执行新的代码段。

示例代码:

  pid_t childPid;
 switch(childPid = fork()) {
case -1:
//error
break;
 
 case 0:
//child process
break;

default:
//father process comes here after fork()
}

       当进程创建失败时,fork()的返回值存放在errno中,当其为EAGAIN是,原因是进程的数目超过了当前允许创建的进程数量的最大值;当其为ENOMEM,表示内存不足,无法配置核心所需的数据结构空间。

       在Linux中,与fork()功能类似还有一个函数vfork(),这个函数也是创建一个进程,但是与fork()有一些不同,vfork()的设计理念是在创建新进程之后,阻塞父进程,用子进程直接执行新的代码,并且使用父进程的内存,直到子进程执行完毕返回,父进程才会继续执行。在早期的Linux中vfork()比fork()更高效,因为vfork()不会只会复制父进程的部分内容,但是在现在的Linux系统中,由于写时复制技术,fork()的效率大大提高,甚至和fork()不相上下,所以尽量避免使用vfork()函数。而且由于vfork()创建的进程与父进程共享内存,极有可能出现各种未知的错误,这也是避免使用vfork()的重要原因。