關於fork與vfork，exit與_exit

fork和vfork都是創建進程，exit和_exit都是退出進程，但之間也有些細微的區別，並且很讓人迷惑。一般情況下用fork創建的子進程用exit結束，而用vfork創建的進程則用_exit。那他們具體的區別在哪兒了，爲什麼這麼做！

預備知識：程序的存儲空間佈局，系統的緩衝區

 

c程序在內存中從高地址到低地址依次爲：

命令行參數和環境變量：存儲命令行的各個參數和系統的環境變量

棧段：局部變量（函數內部定義使用的變量）和函數調用存放的位置，此塊由操作系統處理

堆段：通常在堆裏面進行動態存儲分配，malloc就是分配堆裏面的空間，通常由程序員控制

數據段：存儲一些初始化數據和非初始化數據

正文段：cpu執行的機器碼

 

系統的緩衝區：

操作系統爲了提高文件都寫效率，都使用的緩存機制，當我們寫入一個文件時，很有可能寫入了緩衝區而沒有真真意義上的寫入硬盤，緩存分爲三個級別：

全緩衝：當緩衝空間（4096B或其它）寫滿後，一次性寫入硬盤，文件緩存通常如此

行緩衝：遇到輸入輸出遇到換行符，執行寫入操作，命令行界面就是使用行緩衝

無緩衝：這個就不用解釋了

 

fork與vfork

執行fork創建子進程時，子進程將拷貝父進程的數據段、堆段和棧段，此時父子進程的數據一致當互相獨立，各不影響，子進程對數據的處理不影響父進程。（其實當父子進程都不對三個段進行寫操作時，父子進程仍然共享數據段、堆段和棧段，當有任何一方有寫操作時，才產生副本，這種方式成爲寫是複製）

vfork與fork區別有兩點：1、vfork創建的子進程與父進程共享數據段，2、vfork創建的子進程優先於父進程執行，當子進程執行時，父進程進入阻塞狀態。

所以vfork產生的子進程對數據的修改一定可以影響到父進程的數據

 

exit與_exit

exit：當執行exit時，終止處理程序，執行標準的I/O清楚操作（將緩存中文件寫入），調用atexit，調用_exit。由此可見，exit是加強版的_exit.

_exit：通知內核，進程結束

 

測試exit和_exit

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

int main(void)
{
    printf("the first line\n");

    printf("the second line\n");

    exit(0);
}

 

eno@eno-ThinkPad-T420:~$ vim exit.c
eno@eno-ThinkPad-T420:~$ gcc exit.c -o exit
eno@eno-ThinkPad-T420:~$ ./exit
the first line
the second line
eno@eno-ThinkPad-T420:~$

結果與預期相同，改爲_exit(0)

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

int main(void)
{
    printf("the first line\n");

    printf("the second line\n");

    _exit(0);
}

 

eno@eno-ThinkPad-T420:~$ ./_exit
the first line
the second line
eno@eno-ThinkPad-T420:~$

結果怎麼還是一樣的，有的系統可能看到是沒有輸出，這都是正常的，每個系統最輸出的緩存機制可能不一致，通常爲行緩存，把他強制設置成全緩存看看：

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

int main(void)
{
    char buf[4096];
    //設置成全緩存
    setvbuf(stdout, buf, _IOFBF, 4096);

    printf("the frist line\n");

    printf("the second line\n");

    _exit(0);
}

ok，結果與預期相同，緩衝區的數據全部沒掉了

eno@eno-ThinkPad-T420:~$ gcc _exit.c  -o _exit
eno@eno-ThinkPad-T420:~$ ./_exit
eno@eno-ThinkPad-T420:~$

這麼一比劃，就基本上明白了爲什麼fork產生的子進程要用exit而不用_exit了，如果緩衝區的東西都丟了，子進程所產生的數據就不完整，這對於程序使用者來說是不可接受的。那爲什麼vfork一般用_exit了，難道不怕丟數據麼？用vfork的子程序通常用_exit結束，而父進程通常用exit結束，這樣做數據就不會丟失，因爲他們共享一個數據段，父進程結束會處理所有打開的數據流，將其寫入。萬一子程序也用exit結束，那就比較麻煩了，試想一下父子進程都把同一份數據寫入，那個文件的價值有在哪裏。