Как ветвление и должностное лицо работают?

Чтобы сделать это как можно проще, я использую аналогию. Давайте испечем пирог!

Берем книгу рецептов, начинаем читать и садимся на клубничный пирог с ревенем (мой любимый), с корочкой ручной работы. Почти все, что нам нужно, находится на кухне, за исключением яиц и фруктов, но так как мы живем на ферме и фрукты в сезон, это не проблема. проблема в том, что печь сломалась и не хватает времени, чтобы сделать каждую вещь. Разве не здорово было бы иметь больше одного из меня?

вилка() для спасения. Теперь меня двое. и мы оба идем на кухню, чтобы начать готовить корочку для пирога. Упс. Итак, мы смотрим на возвращение из вилки. У меня большая цифра, у него ноль, так что я иду на кухню, пока он идет в курятник и сад. Проходя мимо духовки, я снова вилкой смотрю на возвратное значение: облом я получил ноль. Он продолжает муку, когда я смотрю на сломанную печь. Я открываю дверь, нет света, я закрываю дверь. Кто-нибудь знает, как починить печь?

exec() на помощь. Я тянусь к вольтметру на моем ремне, лампа может быть диагностической, так что я проверяю власть, Действительно споткнулся выключатель, легко исправить. как я иду к панели выключателя, я вижу парень собирая ревень. Фу! Я предпочитаю шоколадный шелковый пирог.

1. Для некоторых программ дочерний процесс делает одно (читает с последовательного порта, пишет на терминал), а родительский процесс продолжает делать что-то другое (читает с терминала, пишет на последовательный порт). Другой классический пример - дочерний процесс выполняет контрольную точку любого длительно протекающего вычисления. В основном, дочерний процесс выполняет некоторые настройки, такие как изменение директории, сброс обработчиков сигналов или сброс файловых дескрипторов, а затем вызывает execve(), чтобы наложить на себя другой код.
2. fork() и exec() действительно применяются ко всем исполняемым файлам - на самом деле, наряду с argc и argv, и трубы, вилка и exec являются тем, что отличает Unix от других операционных систем. Существует несколько специализаций или обобщений fork(), таких как BSD vfork(), Plan 9 rfork() и Linux' clone(), но основной принцип остается тем же самым.
3. "copy on write" на самом деле не показывается пользователю, это скорее техника оптимизации создания дочернего процесса, и во время его выполнения. Стек вызовов и куча (память, выделенная с помощью malloc(), или даже статические переменные или переменные глобальной области видимости) могут быть "копией при записи". Когда дочерний процесс создаётся вызовом fork(), кернел устанавливает, что дочерний процесс будет иметь те же самые страницы памяти, что и куча и стек, что и родительский процесс. Если аппаратное обеспечение (устройство управления памятью) обнаружит запись кучи или стека, ядро получит новую физическую страницу памяти, скопирует родительскую страницу в новую страницу и отобразит эту новую страницу в стеке или куче дочернего процесса. Это является оптимизацией, так как ядро тратит меньше времени на настройку отображения страниц, чем оно потратило бы на полное копирование стека и кучи для дочернего процесса.

Если дочерний процесс содержит все атрибуты родительского процесса (который является исходным процессом), то зачем ему нужен этот дочерний процесс? Исходный процесс также мог быть загружен в память.

На этот вопрос очень наглядно ответить, если взглянуть на самые ранние реализации Unix, которые должны были работать в условиях жестких ограничений памяти и имели только один выполняющийся процесс в памяти / адресном пространстве за раз.

Многозадачность была достигнута путем замены процесса на диск и замены другого процесса на.

Теперь системный вызов fork был почти таким же: он выгружал процесс на диск, но вместо заменяя другой процесс, он дал копии в памяти другой идентификатор процесса и вернулся к нему. И это был подходящий момент для этого процесса, чтобы в конце концов решить просто exec в другой исполняемый файл.

fork + exec , таким образом, фактически не повлекло за собой заметных накладных расходов из-за создания: вам все равно приходилось выгружать процесс на диск, и у вас все равно был старый образ процесса в рабочих местах памяти.

С ростом количества доступной памяти и модулей управления памятью и множеством процессов в памяти, изначально незначительная стоимость вилки стала несколько неприятнее для некоторых архитектур: так родился vfork .