fork函數(shù)的寫時(shí)拷貝

作者：時(shí)間：2016-12-01 來源：網(wǎng)絡(luò)

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fork函數(shù)用于創(chuàng)建子進(jìn)程，典型的調(diào)用一次，返回兩次的函數(shù)，其中返回子進(jìn)程的PID和0，其中調(diào)用進(jìn)程返回了子進(jìn)程的PID，而子進(jìn)程則返回了0，這是一個(gè)比較有意思的函數(shù)，但是兩個(gè)進(jìn)程的執(zhí)行順序是不定的。fork 函數(shù)調(diào)用完成以后父進(jìn)程的虛擬存儲空間被拷貝給了子進(jìn)程的虛擬存儲空間，因此也就實(shí)現(xiàn)了共享文件等操作。但是虛擬的存儲空間映射到物理存儲空間的過程中采用了寫時(shí)拷貝技術(shù)（具體的操作大小是按著頁控制的），該技術(shù)主要是將多進(jìn)程中同樣的對象（數(shù)據(jù)）在物理存儲其中只有一個(gè)物理存儲空間，而當(dāng)其中的某一個(gè)進(jìn)程試圖對該區(qū)域進(jìn)行寫操作時(shí)，內(nèi)核就會在物理存儲器中開辟一個(gè)新的物理頁面,將需要寫的區(qū)域內(nèi)容復(fù)制到新的物理頁面中，然后對新的物理頁面進(jìn)行寫操作。這時(shí)就是實(shí)現(xiàn)了對不同進(jìn)程的操作而不會產(chǎn)生影響其他的進(jìn)程，同時(shí)也節(jié)省了很多的物理存儲器。

#include

int main()

{

char p = g;

int number = 11;

if(fork()==0) /*子進(jìn)程*/

{

p = c; /*子進(jìn)程對數(shù)據(jù)的修改*/

printf("p = %c , number = %d ",p,number);

exit(0);

}

/*父進(jìn)程*/

number = 14; /*父進(jìn)程對數(shù)據(jù)修改*/

printf("p = %c , number = %d ",p,number);

exit(0);

}

編譯調(diào)試：

[gong@Gong-Computer cprogram]$ gcc -g TestWriteCopyTech.c -o TestWriteCopyTech

[gong@Gong-Computer cprogram]$ ./TestWriteCopyTech

p = g , number = 14 -----父進(jìn)程打印內(nèi)容

[gong@Gong-Computer cprogram]$ p = c , number = 11 -----子進(jìn)程打印內(nèi)容

原因分析：

由于存在企圖進(jìn)行寫操作的部分，因此會發(fā)生寫時(shí)拷貝過程，子進(jìn)程中對數(shù)據(jù)的修改，內(nèi)核就會創(chuàng)建一個(gè)新的物理內(nèi)存空間。然后再次將數(shù)據(jù)寫入到新的物理內(nèi)存空間中。可知，對新的區(qū)域的修改不會改變原有的區(qū)域，這樣不同的空間就區(qū)分開來。但是沒有修改的區(qū)域仍然是多個(gè)進(jìn)程之間共享。

fork函數(shù)的代碼段基本是只讀類型的，而且在運(yùn)行階段也只是復(fù)制，并不會對內(nèi)容進(jìn)行修改，因此父子進(jìn)程是共享代碼段，而數(shù)據(jù)段、Bss段、堆棧段等會在運(yùn)行的過程中發(fā)生寫過程，這樣就導(dǎo)致了不同的段發(fā)生相應(yīng)的寫時(shí)拷貝過程，實(shí)現(xiàn)了不同進(jìn)程的獨(dú)立空間。

但是需要注意的是文件操作，由于文件的操作是通過文件描述符表、文件表、v-node表三個(gè)聯(lián)系起來控制的，其中文件表、v-node表是所有的進(jìn)程共享，而每個(gè)進(jìn)程都存在一個(gè)獨(dú)立的文件描述符表。父子進(jìn)程虛擬存儲空間的內(nèi)容是大致相同的，父子進(jìn)程是通過同一個(gè)物理區(qū)域存儲文件描述符表，但如果修改文件描述符表，也會發(fā)生寫時(shí)拷貝操作,只有這樣才能保證子進(jìn)程中對文件描述符的修改，不會影響到父進(jìn)程的文件描述符表。例如close操作，因?yàn)閏lose會導(dǎo)致文件的描述符的值發(fā)生變化，相當(dāng)于發(fā)生了寫操作，這是產(chǎn)生了寫時(shí)拷貝過程，實(shí)現(xiàn)新的物理空間，然后再次發(fā)生close操作，這樣就不會產(chǎn)生子進(jìn)程中文件描述符的關(guān)閉而導(dǎo)致父進(jìn)程不能訪問文件。

測試函數(shù)：

#include

int main()

{

int fd;

char c[3];

char *s = "TestFs";

fd = open("foobar.txt",O_RDWR,0);

if(fork()==0) //子進(jìn)程

{

fd = 1;//stdout

write(fd,s,7);

exit(0);

}

//父進(jìn)程

read(fd,c,2);

c[2]=

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