在Unix中調用fork（）時會發生什么？

Question

我試着看一下，但是在調用fork（）之后，我正在努力理解父進程和子進程之間的關系。

它們是完全獨立的進程，只與id / parent id相關聯嗎？ 或者他們共享記憶？ 例如，每個進程的“代碼”部分是重復的，以便每個進程都有自己的相同副本，或者是以某種方式'共享'以便只存在一個？

我希望這是有道理的。

以完全披露的名義，這是“與家庭作業相關”; 雖然不是書中的直接問題，但我感覺它主要是學術性的，在實踐中，我可能不需要知道。

Answer 1

在整個過程中，整個內存都是重復的。

實際上，它使用“寫入時復制”系統。 第一次進程在fork（）之后更改其內存時，會對已修改的頁面（通常為4kB）進行單獨的復制。

通常，流程的代碼段不會被修改，在這種情況下，它仍然是共享的。

Answer 2

從邏輯上講，fork會創建原始進程的相同副本，該副本在很大程度上獨立於原始進程。 出於性能原因，內存與copy-on-write語義共享，這意味着未修改的內存（如代碼）仍然是共享的。

文件描述符是重復的，因此分叉進程原則上可以代表父進程接管數據庫連接（或者如果程序員有點扭曲，它們甚至可以與數據庫聯合通信）。 更常見的是，這用於在進程之間設置管道，因此您可以編寫find -name '*.c' | xargs grep fork find -name '*.c' | xargs grep fork 。

一堆其他的東西是共享的。 詳情請見此處 。

一個重要的遺漏是線程 - 子進程只繼承調用fork()的線程。 這導致多線程程序中沒有問題，因為鎖定在父級中的互斥鎖等的狀態是特定於實現的（並且不要忘記malloc()和printf()內部使用鎖）。 fork()返回后，子execve()唯一安全的做法就是盡快調用execve() ，即使這樣你也必須對文件描述符保持謹慎。 在這里看到完整的恐怖故事。

Answer 3

1. 它們是單獨的進程，即Child和Parent將具有單獨的PID
2. 子將繼承Parent中的所有開放描述符
3. 在內部，頁面即可以與.text區域不同地修改的堆棧/堆區域將與父項和子項共享，直到其中一個嘗試修改內容為止。 在這種情況下，將創建一個新頁面，並將特定於正在修改的頁面的數據復制到這個新分配的頁面，並映射到與導致更改的頁面相對應的區域 - 可以是父級或子級。 這被稱為COW（上面的論壇中其他成員在他們的答案中提到）。
4. Child可以完成執行，直到父級使用wait（）或waitpid（）調用回收，將處於ZOMBIE狀態。 這將有助於從進程表中清除子進程的進程，並允許重用子進程。 通常當一個子節點死亡時，SIGCHLD信號被發送到父節點，這將理想地導致在該處理程序中執行wait（）調用之后調用處理程序。
5. 如果Parent退出但沒有清理已經運行或僵屍的子進程（通過wait（）waitpid調用），init（）進程（PID 1）將成為這些現在孤兒的父進程。 此init（）進程定期執行wait（）或waitpid（）調用。

編輯：錯別字HTH

Answer 4

是的，它們是獨立的過程，但有一些特殊的“屬性”。 其中之一是孩子與父母的關系。

但更重要的是以寫時復制（COW）方式共享內存頁：直到其中一個執行頁面上的寫入（全局變量或其他），內存頁面被共享。 執行寫入時，內核會創建該頁面的副本並映射到正確的地址。

通過在內核中將頁面標記為只讀並使用故障機制來完成COW魔術。