linux学习笔记（11）fork详解
复制进程： fork（在unistd.h)
fork 系统调用会创建一个新的进程，称为子进程
而调用 fork 的进程被称为父进程
子进程是父进程的一个副本，它会复制父进程的地址空间（包括代码段、数据段、堆、栈等）、打开的文件描述符、进程的状态等大部分资源。
返回值
fork 调用会在父进程和子进程中都返回，但是返回值不同：
在父进程中，fork 返回子进程的进程 ID（是一个大于 0 的整数）。这可以让父进程知道自己创建的子进程的标识，以便后续进行管理，比如使用 wait 系列函数等待子进程结束。
在子进程中，fork 返回 0。通过返回值 0，子进程可以知道自己是新创建的子进程，从而执行与父进程不同的代码逻辑。
如果 fork 调用失败，它会在父进程中返回 -1，并设置适当的错误码（比如内存不足等情况导致无法创建新进程）。
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main(){int n = 0;char* s = NULL;pid_t id = fork();if( id == -1 )exit(1);if( id == 0 ){n = 3;s = "child";}else{n = 7;s = "parent";} for(int i = 0; i < n; i++ ){printf("s=%s ,pid=%d\n",s,getpid());sleep(1);}return 0;
}
注意事项
虽然子进程复制了父进程的大部分资源，但并不是完全共享所有内容。
比如，父子进程有各自独立的地址空间，对同一个变量的修改在不同进程中不会相互影响。
不过，像打开的文件描述符这类资源，在父子进程中是共享引用的（但操作是独立的）。
fork 调用后，父子进程执行的先后顺序是不确定的，这取决于操作系统的调度算法。
fork 的核心工作原理和特性
写时复制（Copy-on-Write, COW）
这是理解 fork 效率的关键。早期的 fork 会立即复制父进程的全部内存空间，如果父进程很大，这会非常耗时耗资源。
现代的 fork 采用了写时复制技术。创建子进程时，内核并不会立即复制物理内存页，而是让父进程和子进程共享所有的内存页，并将这些页标记为“只读”。
当父进程或子进程任何一方尝试修改某一块内存时，内核才会在修改前复制这一块内存页，然后让修改方在自己的副本上进行操作。这样就大大提高了 fork 的效率，因为很多进程在 fork 后会立即执行 exec（见下文），根本不会修改大部分内存。
返回值：区分父子进程的关键
fork() 函数最神奇的地方是它被调用一次，但返回两次。
在父进程中，fork() 返回新创建子进程的进程ID（PID）（一个大于0的数字）。
在子进程中，fork() 返回 0。
如果创建失败（例如系统资源不足），则返回 -1。
通过判断返回值，程序就可以让父进程和子进程执行不同的代码路径。
在 fork() 成功返回时，子进程已经被创建了。 它拥有独立的PID、内核数据结构和一个完整的、逻辑上独立的地址空间视图。但是，这个地址空间所对应的物理内存资源，在初始阶段是与父进程共享的，并通过“写时复制”机制在需要修改时才进行真正的分配和复制。
cow的执行界限：
会触发COW的操作：
- 赋值操作：var = new_value
- 自增/自减：var++, ++var, var--
- 复合赋值：+=, -=, *=, /=
- 通过指针修改：*ptr = value
- 数组成员修改：array[index] = value
- 结构体成员修改：struct.member = value
不会触发COW的操作：
- 读取操作：printf("%d", var)
- 取地址：&var
- 条件判断：if (var > 0)
- 表达式计算：result = var + 10
- 函数参数传递：func(var)（传值）
- 返回值的读取：return var;
修改结构体其中某个变量，会复制一整个结构体
修改较大的数组其中一个元素，复制整个内存页（通常是4kb)
修改哪里就cow哪里！！！剩下没修改的就不cow!!!记住！