Linux 进程:fork()与vfork()的对比
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2024-05-27 12:50:27
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  • 一、fork函数
  • 二、vfork函数
    • 1.函数的原理
    • 2.函数的隐患
    • 3.解决函数隐患的方法

  在Linux的进程学习中,常使用fork函数来创建子进程,但其实还有一个vfork函数也可以创建子进程。但是这两个函数的实现机制不同,fork函数使用了写实拷贝技术,而vfork函数不是这样。

  在看本文前,需要对虚拟内存有一定的了解,因为创建子进程离不开虚拟内存。

一、fork函数

pid_t fork(void);

  fork函数运用的是写实拷贝技术,子进程不但会复制父进程的pcb的信息,也会复制父进程的虚拟空间和页表

  所以在刚创建子进程后,子进程和父进程映射的是同一块物理内存,因此实现了父子进程代码共享。

fork初始

  但是如果子进程需要修改数据,比如程序中有一个变量a,子进程想要修改a的数据,那么系统就会给子进程在物理内存重新开辟一块空间存储a的数据,子进程要修改就修改自己的a,不要去修改父进程的a。这样就保证了父子进程的数据独有
修改变量

二、vfork函数

pid_t vfork(void);

1.函数的原理

  vfork与fork相比,vfork创建的子进程只复制了父进程的pcb,并没有复制虚拟空间和页表。父子进程使用的是同一块虚拟空间和页表,因此父子进程映射的是同一块物理内存。

vfork

2.函数的隐患

(1)由于vfrok创建的子进程和父进程共用虚拟空间和页表,因此访问的是同一个内存空间,那么一旦子进程改变了某个数据,父进程的数据同样会随之改变。

(2)更严重的问题是,会导致调用栈混乱。

  当程序运行一个函数时,就要先将函数压入函数调用栈,当运行完毕才会将函数出栈。vfork创建的父子进程共用调用栈,当父进程运行A函数时,需要把A函数压入函数调用栈,如果在A函数还没运行完的时候时间片就用完了,就需要切换到子进程。子进程运行的是B函数,子进程还没运行完B函数的时候时间片就用完了,因此切换到父进程运行。父进程在这个时间片把函数A运行完了,因此函数A需要出栈,但此时函数调用栈的栈顶是B函数,就会将B函数出栈,从而造成调用栈混乱。

  结合下图来理解:

调用栈混乱

3.解决函数隐患的方法

  既然vfork函数如上所述的缺点,那么自然要有相应的解决方法。

  如果用vfrok函数创建子进程,当子进程运行时,父进程会被阻塞。父进程被阻塞到什么时候?一直到子进程退出,或者是子进程进行了程序替换后。这样就可以解决上面的缺点。

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