fork和vfork的区别
参见百度百科API说明:
fork
头文件:
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
函数原型:
pid_t fork( void);
(pid_t 是一个宏定义,其实质是int 被定义在#include<sys/types.h>中)
返回值: 若成功调用一次则返回两个值,子进程返回0,父进程返回子进程ID;否则,出错返回-1
函数说明:
一个现有进程可以调用fork函数创建一个新进程。由fork创建的新进程被称为子进程(child process)。fork函数被调用一次但返回两次。两次返回的唯一区别是子进程中返回0值而父进程中返回子进程ID。
子进程是父进程的副本,它将获得父进程数据空间、堆、栈等资源的副本。注意,子进程持有的是上述存储空间的“副本”,这意味着父子进程间不共享这些存储空间。
UNIX将复制父进程的地址空间内容给子进程,因此,子进程有了独立的地址空间。在不同的UNIX (Like)系统下,我们无法确定fork之后是子进程先运行还是父进程先运行,这依赖于系统的实现。所以在移植代码的时候我们不应该对此作出任何的假设。
为什么fork会返回两次?
由于在复制时复制了父进程的堆栈段,所以两个进程都停留在fork函数中,等待返回。因此fork函数会返回两次,一次是在父进程中返回,另一次是在子进程中返回,这两次的返回值是不一样的。过程如下图
调用fork之后,数据、堆栈有两份,代码仍然为一份但是这个代码段成为两个进程的共享代码段都从fork函数中返回,箭头表示各自的执行处。当父子进程有一个想要修改数据或者堆栈时,两个进程真正分裂。
fork函数的特点概括起来就是“调用一次,返回两次”,在父进程中调用一次,在父进程和子进程中各返回一次。
fork的另一个特性是所有由父进程打开的描述符都被复制到子进程中。父、子进程中相同编号的文件描述符在内核中指向同一个file结构体,也就是说,file结构体的引用计数要增加。
vfork
vfork(建立一个新的进程)
相关函数wait,execve
头文件 #include<unistd.h>
定义函数pid_t vfork(void);
vfork()会产生一个新的子进程.但是vfork创建的子进程与父进程共享数据段,而且由vfork创建的
子进程将先于父进程运行.fork()的使用详见百度词条fork().
vfork()用法与fork()相似.但是也有区别,具体区别归结为以下3点:
1. fork():子进程拷贝父进程的数据段,代码段. vfork():子进程与父进程共享数据段.
2. fork():父子进程的执行次序不确定.
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()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。
4.当需要改变共享数据段中变量的值,则拷贝父进程。
个人理解: fork和vfork都可以用来创建子进程.fork创建子进程后,父子进程的数据段和堆栈段分离,会产生复制消耗资源.而在实际的应用中,有时是不需要的.比如子进程创建后就执行exec调用了.这样就产生了vfork,其产生的子进程和父进程共享数据段. 同时fork创建的子进程和父进程的运行的先后顺序是没有保证的,即可能父进程先运行,也可能子进程先运行.而vfork的特点是保证子进程先运行.只有子进程通过通过exec或者exit退出后,父进程才能运行.但这个特定也决定了,如果子进程依赖父进程的操作的话,就会产生死锁(即其需要父进程执行,而父进程必须在其完成后才能执行,互相等待)。 |
使用实例
下面通过几个例子加以说明:
第一:子进程拷贝父进程的代码段的例子:
1: #include<sys/types.h>
2: #include<unistd.h>
3: #include<stdio.h>
4:
5: int main()
6: {
7: pid_t pid;
8: pid = fork();
9: if(pid<0)
10: printf("error in fork!\n");
11: else if(pid == 0)
12: printf("I am the child process,ID is %d\n",getpid());
13: else
14: printf("I am the parent process,ID is %d\n",getpid());
15: return 0;
16:
17: }
运行结果:
cnt=1
I am the child process,ID is 2164
cnt=1
I am the parent process,ID is 2163
为什么两条语 都会打印呢?这是因为fork()函数用于从已存在的进程中创建一个新的进
程,新的进程称为子进程,而原进程称为父进程,fork ()的返回值有两个,子进程返回0,
父进程返回子进程的进程号,进程号都是非零的正整数,所以父进程返回的值一定大于零,
在pid=fork();语句之前只有父进程在运行,而在pid=fork();之后,父进程和新创建的子进程
都在运行,所以如果pid==0,那么肯定是子进程,若pid !=0 (事实上肯定大于0),那么是
父进程在运行。而我们知道fork()函数子进程是拷贝父进程的代码段的,所以子进程中同样
有
if(pid<0)
printf("error in fork!");
else if(pid==0)
printf("I am the child process,ID is %d\n",getpid());
else
printf("I am the parent process,ID is %d\n",getpid());
}
这么一段代码,所以上面这段代码会被父进程和子进程各执行一次,最终由于子进程的pid= =0,
而打印出第一句话,父进程的pid>0,而打印出第二句话。于是得到了上面的运行结果。
再来看一个拷贝数据段的例子:
1: #include<sys/types.h>
2: #include<unistd.h>
3: #include<stdio.h>
4:
5: int main()
6: {
7: pid_t pid;
8: int cnt = 0;
9: pid = fork();
10: if(pid<0)
11: printf("error in fork!\n");
12: else if(pid == 0)
13: {
14: cnt++;
15: printf("cnt=%d\n",cnt);
16: printf("I am the child process,ID is %d\n",getpid());
17: }
18: else
19: {
20: cnt++;
21: printf("cnt=%d\n",cnt);
22: printf("I am the parent process,ID is %d\n",getpid());
23: }
24: return 0;
25: }
大家觉着打印出的值应该是多少呢?是不是2 呢?先来看下运行结果吧
- [root@localhost fork]# ./fork2
- cnt=1
- I am the child process,ID is 5077
- cnt=1
- I am the parent process,ID is 5076
为什么不是2 呢?因为我们一次强调fork ()函数子进程拷贝父进程的数据段代码段,所以
cnt++;
printf("cnt= %d\n",cnt);
return 0
将被父子进程各执行一次,但是子进程执行时使自己的数据段里面的(这个数据段是从父进
程那copy 过来的一模一样)count+1,同样父进程执行时使自己的数据段里面的count+1,
他们互不影响,与是便出现了如上的结果。
那么再来看看vfork ()吧。如果将上面程序中的fork ()改成vfork(),运行结果是什么
样子的呢?
- cnt=1
- I am the child process,ID is 4711
- cnt=1
- I am the parent process,ID is 4710
- 段错误
本来vfock()是共享数据段的,结果应该是2,为什么不是预想的2 呢?先看一个知识点:
vfork 和fork 之间的另一个区别是: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。
这样上面程序中的fork ()改成vfork()后,vfork ()创建子进程并没有调用exec 或exit,
所以最终将导致死锁。
怎么改呢?看下面程序:
1: #include<sys/types.h>
2: #include<unistd.h>
3: #include<stdio.h>
4:
5: int main()
6: {
7: pid_t pid;
8: int cnt = 0;
9: pid = vfork();
10: if(pid<0)
11: printf("error in fork!\n");
12: else if(pid == 0)
13: {
14: cnt++;
15: printf("cnt=%d\n",cnt);
16: printf("I am the child process,ID is %d\n",getpid());
17: _exit(0);
18: }
19: else
20: {
21: cnt++;
22: printf("cnt=%d\n",cnt);
23: printf("I am the parent process,ID is %d\n",getpid());
24: }
25: return 0;
26:
27: }
如果没有_exit(0)的话,子进程没有调用exec 或exit,所以父进程是不可能执行的,在子
进程调用exec 或exit 之后父进程才可能被调度运行。
所以我们加上_exit(0);使得子进程退出,父进程执行,这样else 后的语句就会被父进程执行,
又因在子进程调用exec 或exit之前与父进程数据是共享的,所以子进程退出后把父进程的数
据段count改成1 了,子进程退出后,父进程又执行,最终就将count变成了2,看下实际
运行结果:
- [root@localhost fork]# gcc -o fork3 fork3.c
- [root@localhost fork]# ./fork3
- cnt=1
- I am the child process,ID is 4711
- cnt=2
- I am the parent process,ID is 4710
refer:http://baike.baidu.com/view/1952900.htm
http://baike.baidu.com/view/1745340.htm
http://blog.csdn.net/jianchi88/article/details/6985326
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