clone和fork调用的区别和联系

在Linux中主要提供了fork、vfork、clone三个进程创建方法。

问题

在linux源码中这三个调用的执行过程是执行fork(),vfork(),clone()时，通过一个系统调用表映射到sys_fork(),sys_vfork(),sys_clone(),再在这三个函数中去调用do_fork()去做具体的创建进程工作。

fork

fork创建一个进程时，子进程只是完全复制父进程的资源，复制出来的子进程有自己的task_struct结构和pid,但却复制父进程其它所有的资源。例如，要是父进程打开了五个文件，那么子进程也有五个打开的文件，而且这些文件的当前读写指针也停在相同的地方。所以，这一步所做的是复制。这样得到的子进程独立于父进程， 具有良好的并发性，但是二者之间的通讯需要通过专门的通讯机制，如：pipe，共享内存等机制， 另外通过fork创建子进程，需要将上面描述的每种资源都复制一个副本。这样看来，fork是一个开销十分大的系统调用，这些开销并不是所有的情况下都是必须的，比如某进程fork出一个子进程后，其子进程仅仅是为了调用exec执行另一个可执行文件，那么在fork过程中对于虚存空间的复制将是一个多余的过程。但由于现在Linux中是采取了copy-on-write(COW写时复制)技术，为了降低开销，fork最初并不会真的产生两个不同的拷贝，因为在那个时候，大量的数据其实完全是一样的。写时复制是在推迟真正的数据拷贝。若后来确实发生了写入，那意味着parent和child的数据不一致了，于是产生复制动作，每个进程拿到属于自己的那一份，这样就可以降低系统调用的开销。所以有了写时复制后呢，vfork其实现意义就不大了。

fork()调用执行一次返回两个值，对于父进程，fork函数返回子程序的进程号，而对于子程序，fork函数则返回零，这就是一个函数返回两次的本质。

在fork之后，子进程和父进程都会继续执行fork调用之后的指令。子进程是父进程的副本。它将获得父进程的数据空间，堆和栈的副本，这些都是副本，父子进程并不共享这部分的内存。也就是说，子进程对父进程中的同名变量进行修改并不会影响其在父进程中的值。但是父子进程又共享一些东西，简单说来就是程序的正文段。正文段存放着由cpu执行的机器指令，通常是read-only的。

vfork

vfork系统调用不同于fork，用vfork创建的子进程与父进程共享地址空间，也就是说子进程完全运行在父进程的地址空间上，如果这时子进程修改了某个变量，这将影响到父进程。

因此，上面的例子如果改用vfork()的话，那么两次打印a,b的值是相同的，所在地址也是相同的。

但此处有一点要注意的是用vfork()创建的子进程必须显示调用exit()来结束，否则子进程将不能结束，而fork()则不存在这个情况。

Vfork也是在父进程中返回子进程的进程号，在子进程中返回0。

用 vfork创建子进程后，父进程会被阻塞直到子进程调用exec(exec，将一个新的可执行文件载入到地址空间并执行之。)或exit。vfork的好处是在子进程被创建后往往仅仅是为了调用exec执行另一个程序，因为它就不会对父进程的地址空间有任何引用，所以对地址空间的复制是多余的 ，因此通过vfork共享内存可以减少不必要的开销。

clone

系统调用fork()和vfork()是无参数的，而clone()则带有参数。fork()是全部复制，vfork()是共享内存，而clone()是则可以将父进程资源有选择地复制给子进程，而没有复制的数据结构则通过指针的复制让子进程共享，具体要复制哪些资源给子进程，由参数列表中的clone_flags来决定。另外，clone()返回的是子进程的pid。

首先，Clone是制造一个浅拷贝

car a=1

car b=2

cars[] manycar=new cars[]{a,b}

cars[] manycarClone=manycar.Clone()

这样，manycarClone也指向了a，和b；但是a和b只有一份，也就是说如果令manycar["a"]=3 则 manycarClone["a"]=3。

下面一段是网上找到的关于深拷贝，浅拷贝的理解，希望对你有所帮助

你知道一个类中的变量可以是另外一个类的对象，换句话说，对象也可以成为某个类的属性。比如，腿Leg是一个类，它的对象就可以作为Person类的属性；或许这个例子不好理解，另举一个汽车Car类，它可以包含引擎Engine类，Engine的对象是类Car的属性。好，下面我们开始讲拷贝。

假设我的Car是这样定义的：

class Car{

private Engine engine

......

}

如果我们有Car benz ＝ new Car()那么我的奔驰里面就一定有一个Engine对象，假设是engine。如果我只是Car benz2 ＝ benz，那么实际上我只有一个benz，只是benz2指向了这个对象；如果我对它进行浅拷贝，那么现在我的确有两个奔驰了，不过两个奔驰里面却只有一个引擎，只不过两个奔驰都指向了这个唯一的引擎；但是如果我深拷贝，就意味着在复制过程中，包含在这个car对象里面的成员（对象，如engine等）无论何时出现，我都把它复制一遍，这个时候我就真正有两个benz两个engine了。事实上，深拷贝中也会涉及到拷贝的层次问题，例如如果engine对象中也包含成员对象，此时我们仍旧可以在深拷贝还是浅拷贝之间抉择。

额........每启动一个进程并不一定要执行fork.fork只是系统最后封装的一个系统调用.你在程序里不使用fork的话.使用其它方式启动进程.就不是fork.fork族里有很多函数...............exec也可替换当前进程......系统内核里生成一个进程用的是clone这个函数.

就比如要盖个房子.一个人干,要先挖土再调水泥再摆砖头再盖墙这样一步一步做.但是如果有多个人.就是可以多个人同时做这些事,一个挖土,一个调水泥.一个摆砖头.这样就省了很多时间.进程也是如此.fork的作用就是创建新进程.

这么多人一起盖房子,总不能各自盖各自的,需要大家协调来做.不能土没挖好就摆砖,没放砖就抹水泥一样.这个时候需要一个工头来管理大家.工头通过每个人的名字来指挥每个人干活.进程就通过pid来指挥一个进程干活.工人需要知道自己的工头是谁,好向他报告碰到的情况.进程需要知道自己的父进程是谁报告自己的情况.

这样就明白fork为何要返回进程的id了吧?fork是不会返回父进程的id的.

工头找了一个新工人干活.从工头知道这个新工人的名字时刻开始,新工人就会投入这个团队一起干活了.fork返回pid的时候就表示这个进程在这个进程团队里了.工头可以直接告诉工人要干什么而不会让其他工人误以为这是自己的活.但是程序并没有这么智能.这个时候就需要有一个状态(if(!pid){....这是工人干的活...})表明这个工人的代码从什么位置开始,到什么位置结束.

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