目录
1 父进程与子进程概念
2 fork创建子进程
3 系统调用 vfork()函数
4 vfork与 fork函数如何选择
1 父进程与子进程概念
进程与子进程是操作系统中的一个基本概念，用于描述进程之间的层级关系。下面是对这一概念的简要说明：
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父进程：在操作系统中，创建新进程的现有进程被称为父进程。父进程可以生成一个或多个子进程，并且通常在子进程执行期间继续运行。
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子进程：由父进程创建的进程称为子进程。子进程可以是父进程的一个副本，继承父进程的某些资源和属性，也可以是完全不同的进程，执行不同的任务。
父进程与子进程有如下的关系：
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父子关系：子进程通常继承父进程的资源，如文件描述符、环境变量等，但它们拥有自己的地址空间和代码执行路径。父进程和子进程可以通过进程间通信（IPC）机制进行数据交换，如管道、消息队列、共享内存等。
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生命周期：子进程的生命周期可以独立于父进程，即使父进程结束，子进程也可以继续运行，如果父进程没有等待子进程就终止了，子进程会变成“僵尸进程”，直到被操作系统回收。
2 fork创建子进程
在诸多的应用中，创建多个进程是任务分解时行之有效的方法，譬如，某一网络服务器进程可在监听客户端请求的同时，为处理每一个请求事件而创建一个新的子进程，与此同时，服务器进程会继续监听更多的客户端连接请求。在一个大型的应用程序任务中，创建子进程通常会简化应用程序的设计，同时提高了系统的并发性。
一个现有的进程可以调用 fork()函数创建一个新的进程， 调用 fork()函数的进程称为父进程，由 fork()函数创建出来的进程被称为子进程 ， fork()函数原型如下所示：
#include <unistd.h>
pid_t fork(void);- 返回值：
fork()调用在父进程中返回子进程的 PID，在子进程中返回 0。
下面是 fork() 函数的示例程序，使用它来创建一个新的进程：
#include <stdio.h>
#include <unistd.h> // 包含fork函数的头文件
int main()
{
int pid = fork(); // 创建新进程
if (pid < 0) {
// fork失败
fprintf(stderr, "Fork failed");
return 1;
} else if (pid == 0) {
// 这是子进程
printf("This is the child process. PID: %d\n", getpid());
} else {
// 这是父进程
printf("This is the parent process. PID: %d, Child PID: %d\n", getpid(), pid);
}
// 父进程和子进程都可以继续执行以下代码
printf("Parent and child continue to execute...\n");
return 0;
}fork() 调用会返回两次：一次在父进程中，返回子进程的PID；一次在子进程中，返回0。如果 fork() 调用失败，它会在父进程中返回一个负值。
3 系统调用 vfork()函数
vfork()是Linux系统中的一个系统调用，用于创建一个新的进程。与 fork() 函数不同，vfork() 创建的子进程会立即暂停，直到父进程调用 exec() 系列函数或者子进程退出。这种特性使得 vfork() 适合于那些创建子进程后立即调用 exec() 替换子进程映像的场景，因为它避免了父进程和子进程之间的上下文切换。vfork()函数原型如下所示：
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
pid_t vfork(void);下面是一个使用 vfork() 的简单示例程序：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
pid_t pid = vfork(); // 创建新进程
if (pid < 0) {
// vfork失败
perror("vfork failed");
exit(EXIT_FAILURE);
} else if (pid == 0) {
// 这是子进程，应该尽快调用exec()系列函数
// 这里使用execl()作为示例
execl("/bin/ls", "ls", "-l", NULL);
// 如果execl调用失败，输出错误信息并退出
perror("execl failed");
_exit(EXIT_FAILURE);
} else {
// 这是父进程
printf("This is the parent process. PID: %d, Child PID: %d\n", getpid(), pid);
}
// 父进程的其他代码可以继续执行
return 0;
}如果 vfork() 成功，它会返回子进程的PID给父进程，返回0给子进程。如果调用失败，它会返回-1给父进程，并设置 errno 以指示错误。程序的运行结果如下：
- 父进程的进程ID（PID）是 5321。
- 子进程的进程ID（PID）是 5322。
- 子进程执行了
ls -l命令，列出了当前目录下的文件和目录。
4 vfork与 fork函数如何选择
vfork()与 fork()函数主要有以下两个区别：
- vfork()与 fork()一样都创建了子进程，但 vfork()函数并不会将父进程的地址空间完全复制到子进程中，因为子进程会立即调用 exec（或_exit） ，于是也就不会引用该地址空间的数据。不过在子进程调用 exec 或_exit 之前，它在父进程的空间中运行、 子进程共享父进程的内存。这种优化工作方式的实现提高的效率； 但如果子进程修改了父进程的数据、进行了函数调用、或者没有调用 exec 或_exit 就返回将可能带来未知的结果。
- 另一个区别在于， vfork()保证子进程先运行， 子进程调用 exec 之后父进程才可能被调度运行。
虽然 vfork()系统调用在效率上要优于 fork()，但是 vfork()可能会导致一些难以察觉的程序 bug，所以尽量避免使用 vfork()来创建子进程，虽然 fork()在效率上并没有 vfork()高，但是现代的 Linux 系统内核已经采用了写时复制技术来实现 fork()，其效率较之于早期的 fork()实现要高出许多，除非速度绝对重要的场合，我们的程序当中应舍弃 vfork()而使用 fork()。
