Linux系統如何創建進程

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fork

   fork創建一個進程時，子進程只是完全復制父進程的資源，復制出來的子進程有自己的task_struct結構和pid,但卻復制父進程其它所有的資源。例如，要是父進程打開了五個文件，那么子進程也有五個打開的文件，而且這些文件的當前讀寫指針也停在相同的地方。所以，這一步所做的是復制。這樣得到的子進程獨立于父進程， 具有良好的并發性，但是二者之間的通訊需要通過專門的通訊機制，如：pipe，共享內存等機制， 另外通過fork創建子進程，需要將上面描述的每種資源都復制一個副本。這樣看來，fork是一個開銷十分大的系統調用，這些開銷并不是所有的情況下都是必須的，比如某進程fork出一個子進程后，其子進程僅僅是為了調用exec執行另一個可執行文件，那么在fork過程中對于虛存空間的復制將是一個多余的過程。但由于現在Linux中是采取了copy-on-write(COW寫時復制)技術，為了降低開銷，fork最初并不會真的產生兩個不同的拷貝，因為在那個時候，大量的數據其實完全是一樣的。寫時復制是在推遲真正的數據拷貝。若后來確實發生了寫入，那意味著parent和child的數據不一致了，于是產生復制動作，每個進程拿到屬于自己的那一份，這樣就可以降低系統調用的開銷。所以有了寫時復制后呢，vfork其實現意義就不大了。

　　fork()調用執行一次返回兩個值，對于父進程，fork函數返回子程序的進程號，而對于子程序，fork函數則返回零，這就是一個函數返回兩次的本質。

　　在fork之后，子進程和父進程都會繼續執行fork調用之后的指令。子進程是父進程的副本。它將獲得父進程的數據空間，堆和棧的副本，這些都是副本，父子進程并不共享這部分的內存。也就是說，子進程對父進程中的同名變量進行修改并不會影響其在父進程中的值。但是父子進程又共享一些東西，簡單說來就是程序的正文段。正文段存放著由cpu執行的機器指令，通常是read-only的。

vfork

　　vfork系統調用不同于fork，用vfork創建的子進程與父進程共享地址空間，也就是說子進程完全運行在父進程的地址空間上，如果這時子進程修改了某個變量，這將影響到父進程。

　　因此，上面的例子如果改用vfork()的話，那么兩次打印a,b的值是相同的，所在地址也是相同的。

　　但此處有一點要注意的是用vfork()創建的子進程必須顯示調用exit()來結束，否則子進程將不能結束，而fork()則不存在這個情況。

　　Vfork也是在父進程中返回子進程的進程號，在子進程中返回0。

　　用 vfork創建子進程后，父進程會被阻塞直到子進程調用exec(exec，將一個新的可執行文件載入到地址空間并執行之。)或exit。vfork的好處是在子進程被創建后往往僅僅是為了調用exec執行另一個程序，因為它就不會對父進程的地址空間有任何引用，所以對地址空間的復制是多余的 ，因此通過vfork共享內存可以減少不必要的開銷。

clone

　　系統調用fork()和vfork()是無參數的，而clone()則帶有參數。fork()是全部復制，vfork()是共享內存，而clone() 是則可以將父進程資源有選擇地復制給子進程，而沒有復制的數據結構則通過指針的復制讓子進程共享，具體要復制哪些資源給子進程，由參數列表中的 clone_flags來決定。另外，clone()返回的是子進程的pid。

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