转载 http://coolshell.cn/articles/12103.html

在知乎上,有个人问了这样的一个问题——为什么vfork的子进程里用return,整个程序会挂掉,而且exit()不会?并给出了如下的代码,下面的代码一运行就挂掉了,但如果把子进程的return改成exit(0)就没事。

我受邀后本来不想回答这个问题的,因为这个问题明显就是RTFM的事,后来,发现这个问题放在那里好长时间,而挂在下面的几个答案又跑偏得比较严重,我觉得可能有些朋友看到那样的答案会被误导,所以就上去回答了一下这个问题。

下面我把问题和我的回答发布在这里,也供更多的人查看。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main(void) {
    int var;
    var = 88;
    if ((pid = vfork()) < 0) {
        printf("vfork error");
        exit(-1);
    } else if (pid == 0) { /* 子进程 */
        var++;
        return 0;
    }
    printf("pid=%d, glob=%d, var=%d\n", getpid(), glob, var);
    return 0;
}

基础知识

首先说一下fork和vfork的差别:

  • fork 是 创建一个子进程,并把父进程的内存数据copy到子进程中。
  • vfork是 创建一个子进程,并和父进程的内存数据share一起用。

这两个的差别是,一个是copy,一个是share。(关于fork,可以参看酷壳之前的《一道fork的面试题》)

你 man vfork 一下,你可以看到,vfork是这样的工作的,

1)保证子进程先执行。
2)当子进程调用exit()或exec()后,父进程往下执行。

那么,为什么要干出一个vfork这个玩意? 原因在man page也讲得很清楚了:

Historic Description

Under Linux, fork(2) is implemented using copy-on-write pages, so the only penalty incurred by fork(2) is the time and memory required to duplicate the parent’s page tables, and to create a unique task structure for the child. However, in the bad old days a fork(2) would require making a complete copy of the caller’s data space, often needlessly, since usually immediately afterwards an exec(3) is done. Thus, for greater efficiency, BSD introduced the vfork() system call, which did not fully copy the address space of the parent process, but borrowed the parent’s memory and thread of control until a call to execve(2) or an exit occurred. The parent process was suspended while the child was using its resources. The use of vfork() was tricky: for example, not modifying data in the parent process depended on knowing which variables are held in a register.

意思是这样的—— 起初只有fork,但是很多程序在fork一个子进程后就exec一个外部程序,于是fork需要copy父进程的数据这个动作就变得毫无意了,而且这样干还很重(注:后来,fork做了优化,详见本文后面),所以,BSD搞出了个父子进程共享的 vfork,这样成本比较低。因此,vfork本就是为了exec而生。

为什么return会挂掉,exit()不会?

从上面我们知道,结束子进程的调用是exit()而不是return,如果你在vfork中return了,那么,这就意味main()函数return了,注意因为函数栈父子进程共享,所以整个程序的栈就跪了。

如果你在子进程中return,那么基本是下面的过程:

1)子进程的main() 函数 return了,于是程序的函数栈发生了变化。

2)而main()函数return后,通常会调用 exit()或相似的函数(如:_exit(),exitgroup())

3)这时,父进程收到子进程exit(),开始从vfork返回,但是尼玛,老子的栈都被你子进程给return干废掉了,你让我怎么执行?(注:栈会返回一个诡异一个栈地址,对于某些内核版本的实现,直接报“栈错误”就给跪了,然而,对于某些内核版本的实现,于是有可能会再次调用main(),于是进入了一个无限循环的结果,直到vfork 调用返回 error)

好了,现在再回到 return 和 exit,return会释放局部变量,并弹栈,回到上级函数执行。exit直接退掉。如果你用c++ 你就知道,return会调用局部对象的析构函数,exit不会。(注:exit不是系统调用,是glibc对系统调用 _exit()或_exitgroup()的封装)

可见,子进程调用exit() 没有修改函数栈,所以,父进程得以顺利执行

关于fork的优化

很明显,fork太重,而vfork又太危险,所以,就有人开始优化fork这个系统调用。优化的技术用到了著名的写时拷贝(COW)

也就是说,对于fork后并不是马上拷贝内存,而是只有你在需要改变的时候,才会从父进程中拷贝到子进程中,这样fork后立马执行exec的成本就非常小了。所以,Linux的Man Page中并不鼓励使用vfork() ——

“ It is rather unfortunate that Linux revived this specter from the past. The BSD man page states: “This system call will be eliminated when proper system sharing mechanisms are implemented. Users should not depend on the memory sharing semantics of vfork() as it will, in that case, be made synonymous to fork(2).””

于是,从BSD4.4开始,他们让vfork和fork变成一样的了

但在后来,NetBSD 1.3 又把传统的vfork给捡了回来,说是vfork的性能在 Pentium Pro 200MHz 的机器(这机器好古董啊)上有可以提高几秒钟的性能。详情见——“NetBSD Documentation: Why implement traditional vfork()

今天的Linux下,fork和vfork还是各是各的,不过,还是建议你不要用vfork,除非你非常关注性能。

fork和vfork的更多相关文章

  1. fork与vfork

    先看一个fork的例子: ; int main(void) { int var, pid; ; ) { printf("vfork error"); exit(-); } ) { ...

  2. fork、vfork、clone区别

    在Linux中主要提供了fork.vfork.clone三个进程创建方法. 问题 在linux源码中这三个调用的执行过程是执行fork(),vfork(),clone()时,通过一个系统调用表映射到s ...

  3. Linux下fork()、vfork()、clone()和exec()的区别

    转自Linux下fork().vfork().clone()和exec()的区别 前三个和最后一个是两个类型.前三个主要是Linux用来创建新的进程(线程)而设计的,exec()系列函数则是用来用指定 ...

  4. c语言exit和return区别,在fork和vfork中使用

    转自c语言exit和return区别,在fork和vfork中使用 exit函数在头文件stdlib.h中. 简述: exit(0):正常运行程序并退出程序: exit(1):非正常运行导致退出程序: ...

  5. 进程创建函数fork()、vfork() ,以及excel()函数

    一.进程的创建步骤以及创建函数的介绍 1.使用fork()或者vfork()函数创建新的进程 2.条用exec函数族修改创建的进程.使用fork()创建出来的进程是当前进程的完全复制,然而我们创建进程 ...

  6. fork与vfork详解

    一.fork函数 要创建一个进程,最基本的系统调用是fork,系统调用fork用于派生一个进程,函数原型如下: pid_t fork(void)  若成功,父进程中返回子进程ID,子进程中返回0,若出 ...

  7. linux 进程创建clone、fork与vfork

    目录: 1.clone.fork与vfork介绍 2.fork说明 3.vfork说明 4.clone说明5.fork,vfork,clone的区别 内容: 1.clone.fork与vfork介绍 ...

  8. 1.2 Linux中的进程 --- fork、vfork、exec函数族、进程退出方式、守护进程等分析

    fork和vfork分析: 在fork还没有实现copy on write之前,Unix设计者很关心fork之后立即执行exec所造成的地址空间浪费,也就是拷贝进程地址空间时的效率问题,所以引入vfo ...

  9. UNIX高级环境编程(9)进程控制(Process Control)- fork,vfork,僵尸进程,wait和waitpid

    本章包含内容有: 创建新进程 程序执行(program execution) 进程终止(process termination) 进程的各种ID   1 进程标识符(Process Identifie ...

  10. fork()、vfork()、clone()和exec()

    前三个和最后一个是两个类型.前三个主要是Linux用来创建新的进程(线程)而设计的,exec()系列函数则是用来用指定的程序替换当前进程的所有内容.所以exec()系列函数经常在前三个函数使用之后调用 ...

随机推荐

  1. List泛型用法(转载)

    网上的List泛型用法,未验证,目测基本正确,教学用资料. 1.  List的基础.常用方法: 声明: 1.List<T> mList = new List<T>(); T为列 ...

  2. 在浏览器中输入 url 地址到显示主页的过程

    总体来说分为以下几个过程:1. DNS 解析2. TCP 连接3. 发送 HTTP 请求4. 服务器处理请求并返回 HTTP 报文5. 浏览器解析渲染页面6. 连接结束

  3. python数据分析三剑客之: Numpy

    数据分析三剑客之: Numpy 一丶Numpy的使用 ​ numpy 是Python语言的一个扩展程序库,支持大维度的数组和矩阵运算.也支持针对数组运算提供大量的数学函数库 创建ndarray # 1 ...

  4. PAT 1008数组元素右移问题

    PAT 1008数组元素右移问题 一个数组A中存有N(>0)个整数,在不允许使用另外数组的前提下,将每个整数循环向右移M(≥0)个位置,即将A中的数据由(A​0​​A​1​​⋯A​N−1​​)变 ...

  5. python基础03day

    # 1. # 创建字符串变量的三种写法及其区别 # 代码: #‘’.“”.“““””” # 区别: # 2. # 简述,计算机编程语言的分类及特点 # 1.机器 # 2.汇编 # 3.高级 # 3.1 ...

  6. redis设计与实现(一)简单动态字符串

    redis是C语言实现的,但redis中的字符串并没有直接用C语言中的字符串表示,而是自己构建了一种简单的动态字符串类型(SDS). 在redis里面,C字符串只用作字面量,用在一些不会修改的地方,e ...

  7. 41、css总结

      1.阴影:box-shadow:0 5px 20px rgba(0,0,0,.1); 2.css实现滚动进度条效果: body { position: relative; padding: 50p ...

  8. ES6 笔记汇总

    ES6 笔记汇总 二.ES6基础-let和const命令 三.变量的解构赋值 四.字符串的拓展 五.正则表达式的拓展 ...将会持续更新,敬请期待

  9. Java深入学习(2):并发队列

    并发队列: 在并发队列中,JDK有两套实现: ConcurrentLinkedQueue:非阻塞式队列 BlockingQueue:阻塞式队列 阻塞式队列非阻塞式队列的区别: 阻塞式队列入列操作的时候 ...

  10. Linux centos关机和重启命令

    Linux centos重启命令: 1.reboot   普通重启 2.shutdown -r now 立刻重启(root用户使用) 3.shutdown -r 10 过10分钟自动重启(root用户 ...