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编程问答

fork和vfork,return和exit的理解

發布時間:2024/9/21 编程问答 35 豆豆
生活随笔 收集整理的這篇文章主要介紹了 fork和vfork,return和exit的理解 小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

fork和vfork的差別:

1、fork是創建一個子進程,并把父進程的內存數據copy到子進程中。

vfork是創建一個子進程,并和父進程的內存數據share一起。

2、vfork是這樣的工作的:

(1)、保證子進程先執行。

(2)、當子進程調用exit()或exec()后,父進程往下執行。

3、fork后來采用的優化技術,這樣,對于fork后并不是馬上拷貝內存,而是只有你在需要改變的時候,才會從父進程中拷貝到子進程中,這樣fork后立馬執行exec的成本就非常小了。而vfork因為共享內存所以比較危險。

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為什么會出現vfork

原因是: 起初只有fork,但是很多程序在fork一個子進程后就exec一個外部程序,于是fork需要copy父進程的數據這個動作就變得毫無意了,而且還很重,所以,搞出了個父子進程共享的vfork。所以,vfork本就是為了exec而生。

exit與return的區別:

exit函數在頭文件stdlib.h中。

exit(0):正常運行程序并退出程序;

exit(1):非正常運行導致退出程序;

return():返回函數,若在main主函數中,則會退出函數并返回一值,可以寫為return(0),或return 0

詳細說:

1. return返回函數值,是關鍵字;exit是一個函數。

2. return是語言級別的,它表示了調用堆棧的返回;而exit是系統調用級別的,它表示了一個進程的結束。
3. return是函數的退出(返回);exit是進程的退出。

4. return是C語言提供的,exit是操作系統提供的(或者函數庫中給出的)。

5. return用于結束一個函數的執行,將函數的執行信息傳出個其他調用函數使用;exit函數是退出應用程序,刪除進程使用的內存空間,并將應用程序的一 個狀態返回給OS,這個狀態標識了應用程序的一些運行信息,這個信息和機器和操作系統有關,一般是?0?為正常退出,非0?為非正常退出。

6. 非主函數中調用returnexit效果很明顯,但是在main函數中調用returnexit的現象就很模糊,多數情況下現象都是一致的。

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為什么return會掛掉,exit()不會?

從上面我們知道,結束子進程的調用是exit()而不是return,如果你在vfork中return了,那么,這就意味main()函數return了,注意因為函數棧父子進程共享,所以整個程序的棧就出現問題了。如果你在子進程中return,那么基本是下面的過程:

(1)、首先子進程的main() 函數 return了。

(2)、而main()函數return后,通常會調用 exit()或相似的函數(如:exitgroup())。

(3)、這時,父進程收到子進程exit(),開始從vfork返回,但是父進程的棧都被子進程干廢掉了,你讓我怎么執行?(注:棧會返回一個詭異一個棧地址,對于某些內核版本的實現,直接報“棧錯誤”,然而,對于某些內核版本的實現,于是有可能會再次調用main(),于是進入了一個無限循環的結果,直到vfork 調用返回 error)

再回到 return 和 exit,return會釋放局部變量,并彈棧,回到上級函數執行。exit直接退掉。如果你用c++ 你就知道,return會調用局部對象的析構函數,exit不會。(注:exit不是系統調用,是glibc對系統調用 _exit()或_exitgroup()的封裝)。

可見,子進程調用exit() 沒有修改函數棧,所以,父進程得以順利執行。

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內核代碼分析:

linux創建子進程實際是一個復制父進程的過程。所以更貼切的說法是clone。linux一開始使用fork的原因是當時clone這個詞還沒有流行。 實際存在fork,clone,vfork 三個系統調用。fork是完全復制,clone則是有選擇的復制,vfork則完全使用父進程的資源。可以理解vfork是創建的線程。 vfork的出現主要是為了立即就執行exec的程序考慮的。但是后來的kernel都支持copy_on_write ,所以vfork提高效率的機制也沒有那么明顯了。

內核中三個系統調用最后都是調用do_fork:

fork:return do_fork(SIGCHLD, regs.esp, s, 0);

clone:return do_fork(clone_flags, newsp, s, 0);

vfork: return do_fork(CLONE_VFORK | CLONE_VM | SIGCHLD, regs.esp, s, 0);

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#define CLONE_VFORK 0x00004000 ?/* set if the parent wants the child to wake it up on mm_release*/

#define CLONE_VM 0x00000100 ?/* set if VM shared between processes */

上面兩個宏指出:vfork 要求子進程執行mm_release 后喚醒 父進程, 并且共享虛擬內存

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為什么要求子進程先行呢?

拿虛擬內存做比方。 進程需要有結構管理自己的虛擬內存空間, 該結構在進程 結構體 task_struct 中就是一個mm_struct 類型的指針。fork的時候內核會新建結構體,將該mm_struct 本身以及下級結構都復制一份,并設置子進程的mm_struct 指向新的內存。而vfork則只是復制了task_struct 本身,并沒有遞歸下去。簡單說就是:fork復制了內存,vfork復制了指針。

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相關例子:

fork

?vfork

運行結果為:

fork運行結果:


vfork運行結果:

1、return返回時出錯:


2、exit返回結果:


運行結果說明:vfrok時父、子進程共享數據段,fork時是進行拷貝。如果,vfork子進程中,使用return返回時,出現段錯誤。

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轉載于:https://blog.51cto.com/760470897/1790060

總結

以上是生活随笔為你收集整理的fork和vfork,return和exit的理解的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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