进程-(5)

vfork() + exec系列函数 创建全新的子进程。
简介
vfork()函数格式和fork()完全一样,但vfork()不会复制任何的内存空间,而是直接使用父进程的内存空间运行代码,因此:vfork()创建的子进程可以确保先于父进程运行。
vfork()会产生一个新的子进程.但是vfork创建的子进程与父进程共享数据段,而且由vfork()创建的

子进程将先于父进程运行.
vfork用于创建一个新进程,而该新进程的目的是exec一个新进程,vfork和fork一样都创建一个子进程,但是它并不将父进程的地址空间完全复制到子进程中,不会复制页表。因为子进程会立即调用exec,于是也就不会存放该地址空间。不过在子进程中调用exec或exit之前,他在父进程的空间中运行。
为什么会有vfork,因为以前的fork当它创建一个子进程时,将会创建一个新的地址空间,并且拷贝父进程的资源,而往往在子进程中会执行exec调用,这样,前面的拷贝工作就是白费力气了,这种情况下,聪明的人就想出了vfork,它产生的子进程刚开始暂时与父进程共享地址空间(其实就是线程的概念了),因为这时候子进程在父进程的地址空间中运行,所以子进程不能进行写操作,并且在儿子"霸占"着老子的房子时候,要委屈老子一下了,让他在外面歇着(阻塞),一旦儿子执行了exec或者exit后,相当于儿子买了自己的房子了,这时候就相当于分家了。
vfork和fork之间的另一个区别是: vfork保证子进程先运行,在她调用exec或exit之后父进程才可能被调度运行。如果在调用这两个函数之前子进程依赖于父进程的进一步动作,则会导致死锁。由此可见,这个系统调用是用来启动一个新的应用程序。其次,子进程在vfork()返回后直接运行在父进程的栈空间,并使用父进程的内存和数据。这意味着子进程可能破坏父进程的数据结构或栈,造成失败。
为了避免这些问题,需要确保一旦调用vfork(),子进程就不从当前的栈框架中返回,并且如果子进程改变了父进程的数据结构就不能调用exit函数。子进程还必须避免改变全局数据结构或全局变量中的任何信息,因为这些改变都有可能使父进程不能继续。通常,如果应用程序不是在fork()之后立即调用exec(),就有必要在fork()被替换成vfork()之前做仔细的检查。
用vfork函数创建子进程后,子进程往往要调用一种exec函数以执行另一个程序,当进程调用一种exec函数时,该进程完全由新程序代换,而新程序则从其main函数开始执行,因为调用exec并不创建新进程,所以前后的进程id 并未改变,exec只是用另一个新程序替换了当前进程的正文,数据,堆和栈段。

vfork()用法与fork()相似.但是也有区别,具体区别归结为以下3点:

1. fork():子进程拷贝父进程的数据段,代码段. vfork():子进程与父进程共享数据段.
2. fork():父子进程的执行次序不确定.
vfork():保证子进程先运行,在调用exec或_exit之前与父进程数据是共享的,在它调用exec
或_exit之后父进程才可能被调度运行。
3. vfork()保证子进程先运行,在她调用exec或_exit之后父进程才可能被调度运行。如果在
调用这两个函数之前子进程依赖于父进程的进一步动作,则会导致死锁。
4.当需要改变共享数据段中变量的值,则拷贝父进程。
子进程把父进程的内存空间还给父进程的条件:
a) 子进程运行结束
b) 子进程调用exec系列函数,从而获得全新的内存空间。
只要父进程拿到了内存空间,父子进程就可能同时运行。

直接调用vfork()实际意义不大,必须和exec系列函数结合使用才有实际意义。vfork()只能创建新的子进程,exec系列函数负责提供全新的代码和数据。
经验:
为了安全起见,无论fork()还是vfork()创建子进程,最后一句都写一句exit()。
例子
例子1. exec函数

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

//用程序执行 ls -l ../day07
int main()
{
  printf("begin ");
  //参数1是可执行文件(带路径),参数2是命令 ...
  //以NULL结束
  execl("/bin/ls","ls","-l","../day07",NULL);
  //exec系列函数不会新建进程,只是替换了原有进程的一切
  printf("end ");
}

[root@aiyq195 day07]# gcc exec.c -o exec
[root@aiyq195 day07]# ./exec
begin
total 200
-rwxrw-rw- 1 root root 26 Nov 11 2013 a.c
-rwxrw-rw- 1 root root 7159 Nov 11 2013 child
-rwxr-xr-x 1 root root 6651 Feb 6 16:23 exec
...
上面的结果表明了:
exec() 函数,是会直接替换原来的进程的一切;但是不会新建进程;

例子2
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main()

{
  pid_t pid = vfork();
  if(pid == 0)
  {
    printf("son PID=%d ",getpid());
    execl("./proc","proc",NULL);
    printf("son is over ");//只要proc存在
    exit(0);//这两行永远不可能执行
  }
  printf("fether is over ");
  return 0;
}

[root@aiyq195 day07]# vi vfork.c
[root@aiyq195 day07]# gcc vfork.c -o vfork
[root@aiyq195 day07]# ./vfork
son PID=28974
son is over
fether is over

因为./proc 没有,所以,execl没有执行;

然后编写一个proc.c 的文件
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
  printf("pid=%d ",getpid());
  sleep(3);
  printf("over ");
}

[root@aiyq195 day07]# gcc proc.c -o proc
[root@aiyq195 day07]# ./vfork
son PID=29076
fether is over
[root@aiyq195 day07]# pid=29076
over

然后产生上面的效果,说明程序execl已经执行,而且,直接后续的程序直接没有运行;
而且,进程号也没有改变,说明进程号没有改变;

Vfork跟execl 函数,可以用来配合使用,吊起一些服务;

原文地址:https://www.cnblogs.com/aiyq195/p/6428064.html