进程的创建

痛定思痛。 2022-05-21 00:20 175阅读 0赞

### 进程的创建 ###

*  linux创建子进程是通过fork和exec来实现的，fork出的子进程与父进程的区别紧紧在于PID（进程ID），PPID（父进程ID）和某些资源和统计量不同。

##### 写时拷贝 #####

*  传统的forkO不统阅用直接把所有的资派复创给断创垃的进程。这种实现过于简单井且效率低下，因为它拷贝的数据也许井不共享.更糟的情况是，如果新进程打算立即执行一个新的映像.那么所有的烤贝都将前功尽弃。linux的fork使用写时拷贝(copy-on-write)页实砚.写时拷贝是一种可以推迟甚至免除拷贝故据的技术。内核此时并不赋值整个进程地址空间.而是让  
    父进程和子进程共享同一个拷贝。  
    
    
     *  只有在需要写入的时候，数据才会被复制.从而使各个进程拥有各自的拷贝。也就是说，资源的复制只有在需要写入的时候才进行.在此之前.只是以只读方式共享。这种技术使地址空间上的页的拷贝被推迟到实际发生写人的时候才进行.在页根本不会写人的情况下它们就无须复侧了。

##### fork（） #####

*  linux通过clone()系统调用实现的fork。fork，vfork，\_clone库函数都是根据各自需要的参数标志调用clone（），然后clone（）去调用do\_fork()
 *  do\_fork会使用copy\_process函数完成工作的复制，copy\_process的工作如下：  
    
    
     *  1)调用dup\_task\_amttO为新进程创建一个内核钱、thread\_info结构和task\_strut.这些值与当前进程的值相同。此时.子进程和父进程的描述符是完全相同
     *  2)检查并确保新创建这个子进程后，当前用户所拥有的进程数目没有超出给它分配的资源的限制。
     *  3)子进程着手使自己与父进程区别开来。进程描述符内的许多成员都要被清0或设为初始值。那些不是继承而来的进程描述符成员，主要是统计信息。task\_struct中的大多数数据都依然未被修改。
     *  4)子进程的状态被设为TASK\_UNINTERRUPTIBLE.以保证它不会投运行
     *  5) copy-process调用copy\_flags以更新task struct的flags成员。以表明PF\_SUPERPRIV（进程是否拥有超级用户权限）标志被清0.表明PF\_FORKNOEXEC（是否调用exec函数）标志没有被设置
     *  6)调用alloc\_jid为新进程分配一个有效的PID.
     *  7)根据传递给clone()的参数标志，copy\_process拷贝或共享打开的文件、文件系统信息、信号处理函效、进理地址空间和命名空间等。
     *  8)最后,copy\_process做扫尾工作并返回一个指向子进程的指针。然后在返回到do\_fork函数，如果copy\_process函数成功返回，新创建的子进程被唤醒并让其投入运行。内核有意选择让子进程首先运行，原因是如果让父进程首先执行，有可能父进程会向地址空间写入数据，会增加写时拷贝的额外开销。

##### vfork（） #####

*  除了不拷贝父进程的页表项外，vfork和fork的功能相同。
 *  调用vfork子进程作为父进程的一个单独的线程在它的地址空间里运行，这是父进程会被阻塞，直到子进程退出或者执行exec。
 *  理想情况下系统最好不要使用vfork
 *  vfork的执行如下：  
    
    
     *  在调用copy\_process时，task\_struct的vfor\_done成员呗设置为NULL
     *  在执行到do\_fork的时候，如果给定特定标志，则vfork\_done会指向一个特定地址
     *  子进程先开始执行后，父进程会一直等待，直到子进程通过vfork\_done指针向它发送信号
     *  在调用mm\_relese时，该函数用于进程退出内存地址空间，并检查vfork\_done是否为空，如果不为空则返回父进程发送信号。
     *  回到do\_fork，父进程醒来并返回，如果一切执行顺利，子进程在新的地址空间里运行而父进程也恢复了运行。这样开销确实降低了，但是该实现的优化效果并不是最好的。