解析fork函数与vfork函数

一、fork函数与vfork函数的简介

（1）fork函数

在Linux下fork函数很重要，它的作用是创建子进程，即在当前进程中创建一个新的进程，新进程为子进程，原来的进程为父进程。

我们来看一下这个函数的返回值和类型

#include 
pid_t fork(void);

我们可以看到这个函数的返回值是一个pid_t的类型，它的返回类型分别为：

• 子进程返回0
• 父进程返回子进程的ID
• 出错返回-1

当我们调用fork函数后控制转移到内核的fork的代码中，内核需要做一系列的动作然后就产生了两个二进制代码相同的进程，它们都运行到同一个地方，它在创建子进程的时候返回父进程的下一个语句，即返回到父进程执行fork函数的下一句。这个时候每个进程都有各自的旅行。

此时我们需要注意的是：fork之后谁先执行完全由调度器来决定。

fork的子进程与父进程贡献一段存储空间，但是子进程不需要把父进程的4G内存空间全部全部拷贝，太浪费了，在《UNIX环境高级编程》一书中有详细介绍什么拷贝什么不拷贝，例如代码段不需要共享，但是数据段在父进程更改的时候子进程也更改，这个技术叫做写时拷贝。

fork函数的常规用法

• 一个父进程希望子进程复制自己，使父子进程同时执行不同的代码段。例如：父进程等待客户端的请求，生成子进程来处理请求。
• 一个进程要执行一个不同的程序。例如：子进程从fork返回后调用exec函数。

fork函数失败的原因

• 每个操作系统都设置的有进程的上限数字，一旦我们用户的进程数目超过了这个值，那么此时就会创建子进程失败。
• 一旦当系统有太多的进程，那么此时也可能会创建进程失败。

（2）vfork函数

由于fork函数创建的子进程有一段自己的地址空间，但是我们有时候并不希望这样，所以此时便有了vfork函数。

#include 
#include 

pid_t vfork(void);

vfork的函数返回值和fork函数的返回值是一样的。

vfork函数也是用来创建子进程的，它不会拷贝4G进程空间，它保证了子进程先运行，但是它与fork创建的子进程有如下的区别：

• vfork创建的子进程和父进程共享地址空间，fork的子进程有独立地址空间
• vfork保证子进程先运行，在子进程调用exec或者exit函数之后父进程才会被调度运行。fork函数则没有这样。

缺点：

vfork的底层实现有点问题，所以一般我们不建议使用（因为可能会出现段错误），但是如果我们在最后使用exit函数进行退出即可保证程序正确。

二、fork函数与vfork函数的区别与总结

• 1、fork出来的父子进程交替运行，vfork出来的进程是父进程阻塞，直到子进程结束。
• 2、fork实现了写时拷贝，vfork就算是写，也不拷贝。
• 3、vfork必须使用exit或者exec后父进程才会运行。
• 4、我们就算是把fork实现了写时拷贝，它的性能也没有vfork高。
• 5、每个系统是的vfork都有问题，不建议使用。