详解linux中fork、vfork、clone函数的区别

在linux系统中，fork()，vfork()和clone函数都可以创建一个进程，但是它们的区别是什么呢？？？本文就这三者做一个较深入的分析！！！

1.fork()

　　fork()函数的作用是创建一个新进程，由fork创建的进程称为子进程，fork函数调用一次返回两次，子进程返回值为0，父进程返回子进程的进程ID。我们知道，一个进程的地

址空间主要由代码段，数据段，堆和栈构成，那么p2就要复制相关的段到物理内存。原始的unix系统的实现的是一种傻

瓜式的进程创建，这些复制包括：

(1) 为子进程的页表分配页面，确定页表的位置；

(2)为子进程的页分配页面，确定子进程页面的位置；

(3)初始化子进程的页表；

(4)把父进程的页复制到子进程对应的页中

从图中我们可以看出除了正文段外，子进程的所有其它段都分配了物理空间，并将父进程的相关内容拷贝过来。父进程的task_struct结构中的打开文件描述符，进程组ID，

回话ID都进行复制。

下面通过简单的代码检测一下fork()函数：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys types.h="">
#include <pthread.h>
#include 
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
  int num = 1;
  int child;
  if(!(child =fork())) {
  cout<<&num<<endl; address:="" alt="\" child="vfork()))" class="brush:java;" else="" father="" img="" include="" int="" is:="" namespace="" num="1;" num:="" pid="" pre="" son="" src="/uploadfile/Collfiles/20170421/201704210949041534.jpg" sys="" types.h="" using=""><p>测试结果：</p><p><img alt="\" src="/uploadfile/Collfiles/20170421/201704210949041535.jpg" style="width: 630px; height: 201.393px;"></p><p>从测试结果中我们可以看到，在子进程修改了nuｍ变量的值后，父进程的num的值也发生改变，说明对于子进程和父进程来说，它们操作的是同一个地方的num值，下面就是vfork的示意图：</p><p><img alt="\" src="/uploadfile/Collfiles/20170421/201704210949041536.jpg" style="width: 508px; height: 375px;"></p><p>可以看出子进程直接共享了父进程的虚拟进程空间。</p><p>３．clone()</p><p>　　clone()函数是linux系统中，用来创建轻量级进程。</p><p>函数原形：</p><pre class="brush:java;">int clone(int (*fn)(void *), void *child_stack, int flags, void *arg);
下面是flags可以取的值
标志     含义
CLONE_PARENT 创建的子进程的父进程是调用者的父进程，新进程与创建它的进程成了“兄弟”而不是“父子”
CLONE_FS   子进程与父进程共享相同的文件系统，包括root、当前目录、umask
CLONE_FILES  子进程与父进程共享相同的文件描述符（file descriptor）表
CLONE_NEWNS 在新的namespace启动子进程，namespace描述了进程的文件hierarchy
CLONE_SIGHAND 子进程与父进程共享相同的信号处理（signal handler）表
CLONE_PTRACE 若父进程被trace，子进程也被trace
CLONE_VFORK  父进程被挂起，直至子进程释放虚拟内存资源
CLONE_VM   子进程与父进程运行于相同的内存空间
CLONE_PID   子进程在创建时PID与父进程一致
CLONE_THREAD Linux 2.4中增加以支持POSIX线程标准，子进程与父进程共享相同的线程群
下面的例子是创建一个线程（子进程共享了父进程虚存空间，没有自己独立的虚存空间不能称其为进程）。父进程被挂起当子线程释放虚
存资源后再继续执行。</pre>
测试代码１：
<pre class="brush:java;">#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys types.h="">
#include <pthread.h>
#include 
#include <iostream>
using namespace std;
#define FIBER_STACK 8192
int a;
void * stack;
int func(void *){
 cout<<&a<<endl; a="" char="" creating="" int="" is="" is:="" my="" pid="" pre="" son="" stack="" the="" this="" void="">
结果：<p><img alt="\" src="/uploadfile/Collfiles/20170421/201704210949041537.png" style="width: 630px; height: 201.393px;"></p><p>测试代码２(做如下修改)：</p><pre class="brush:java;">clone(func, (char *)stack + FIBER_STACK,CLONE_VFORK, 0);</pre>
结果：
<p><img alt="\" src="https://www.nhooo.com/uploadfile/Collfiles/20170421/201704210949041538.png" style="display: block; width: 630px; height: 201.393px;"></p>
<p>很明显，在测试2中将CLONE_VM删掉之后，子进程和父进程就不会公用页表，子进程创建新的页表。从某种意义上来说，clone其实是fork和vfrok的更高层次版本,，它们的关</p>
<p>系如下(《深入理解linux内核》中描述)：</p>
<p>　　　<strong>传统的fork()系统调用在Linux中是用clone()实现的，其中clone()的flags参数指定为sigchld信号以及所有清0的clone标志，而它的child_stack参数是父进程当前的堆栈</strong></p>
<p><strong>指针，因此，父进程和子进程暂时共享一个用户态堆栈。而vfork函数系统调用也是用clone实现的，其中clone()的参数flags指定为sigchld和CLONE_VFORK和CLONE_VM标</strong></p>
<p><strong>志，clone()的参数child_stack等于父进程当前的栈指针！！！</strong></p>
。只是有一点不明白，把int a和void * stack挪到main函数里面之后，就会出现编译错误，显示未定义a和stack，这点有些不懂，望高人指点！！！！ </endl;></iostream></assert.h></pthread.h></sys></unistd.h></stdlib.h></stdio.h></pre>
</endl;></iostream></assert.h></pthread.h></sys></unistd.h></stdlib.h></stdio.h>

以上所述是小编给大家介绍的linux中fork、vfork、clone函数的区别，希望对大家有所帮助，如果大家有任何疑问请给我留言，小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对呐喊教程网站的支持！