【基础C&C++】fork和vfork

很久以前，项目中项目中遇到过一个fork引起的问题。当时的情景是：程序运行过程中，启动子进程，子进程进行一些数据处理，父子进程间使用管道传输。带来的问题是，fork后，内存消耗激增，基本是原来的两倍，这对我们来说是不能容忍的。因为子进程并不需要父进程的堆栈之类的额东西，他不需要复制，他只需要干自己的事情就行。下面简介一下fork和vfork

fork

 fork 创造的子进程复制了父亲进程的资源，包括内存的内容task_struct内容，新旧进程使用同一代码段,复制数据段和堆栈段，这里的复制采用了注明的copy_on_write技术，即一旦子进程开始运行，则新旧进程的地址空间已经分开，两者运行独立。

总结：优点是子进程的执行独立于父进程，具有良好的并发性。缺点是两者的通信需要专门的通信机制，如pipe、fifo和system V等。有人认为这样大批量的复制会导致执行效率过低。其实在复制过程中，子进程复制了父进程的task_struct，系统堆栈空间和页面表，在子进程运行前，两者指向同一页面。而当子进程改变了父进程的变量时候，会通过copy_on_write的手段为所涉及的页面建立一个新的副本。（注：虽然开始时指向同一页面，没有真正复制，但此时如果系统内存不足原来的两倍，会执行失败）因此fork效率并不低。

vfork

vfork函数创建的子进程完全运行在父进程的地址空间上，子进程对虚拟地址空间任何数据的修改都为父进程所见。这与fork是完全不同的，fork进程是独立的空间。另外一点不同的是vfork创建的子进程后，父进程会被阻塞，直到子进程执行exec（）和exit（）。

总结：当创建子进程的目的仅仅是为了调用exec（）执行另一个程序时，子进程不会对父进程的地址空间又任何引用。因此，此时对地址空间的复制是多余的，通过vfork可以减少不必要的开销。

clone

  函数功能强大，带了众多参数，因此由他创建的进程要比前面2种方法要复杂。clone可以让你有选择性的继承父进程的资源，你可以选择想vfork一样和父进程共享一个虚存空间，从而使创造的是线程，你也可以不和父进程共享，你甚至可以选择创造出来的进程和父进程不再是父子关系，而是兄弟关系

int clone(int (*fn)(void *), void *child_stack, int flags, void *arg);

这里fn是函数指针，我们知道进程的4要素，这个就是指向程序的指针，就是所谓的“剧本", child_stack明显是为子进程分配系统堆栈空间（在linux下系统堆栈空间是2页面，就是8K的内存，其中在这块内存中，低地址上放入了值，这个值就是进程控制块task_struct的值）,flags就是标志用来描述你需要从父进程继承那些资源， arg就是传给子进程的参数）。

区别：

    1、fork()用于创建一个新进程。由fork()创建的子进程是父进程的副本。即子进程获取父进程数据空间，堆和 栈的副本。父子进程之间不共享这些存储空间的部分。而vfork()创建的进程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)于是也就不会存放该地址空间。相反，在子进程调用exec或exit之前，它在父进程的空间进行。
    2、vfork()与fork()另一个区别就是：vfork保证子进程先运行，在调用exec或exit之前与父进程数据是共享的,在它调用exec或exit之后父进程才可能被调度运行。
    3/vfork和fork之间的还有一个区别是： vfork保证子进程先运行，在她调用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。

相同：

1、两者被调用一次，但是返回两次。两次返回的唯一区别是子进程的返回值是0，而父进程的返回值则是新子进程的进程ID。

引用：

http://qhwang.blogbus.com/logs/46874395.html