Linux-vfork与fork简单对比分析

####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 
  2 #include 
  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。

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#####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 
  2 #include 
  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

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#####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。

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####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 
  2 #include 
  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。

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#####<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。

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#####<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。

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####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；