fork和vfork
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：
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() ——
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。
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