Чому розвивається механізм створення процесу за замовчуванням?

Системний виклик UNIX для створення процесу fork () створює дочірній процес шляхом копіювання батьківського процесу. Я розумію, що за цим майже завжди супроводжується викликом до exec () для заміни дочірнього простору пам’яті (включаючи текстовий сегмент). Копіювання батьківського простору пам’яті у fork () для мене завжди здавалося марнотратним (хоча я розумію, що відходи можна звести до мінімуму, зробивши сегменти пам’яті копіюванням на запис, так що копіюються лише покажчики). У будь-якому разі, хтось знає, чому такий підхід дублювання необхідний для створення процесу?

Це спростити інтерфейс. Альтернативою forkі execбуде щось подібне до функції CreateProcess Windows . Зауважте, скільки параметрів CreateProcessмає, і багато з них - це структури з ще більшою кількістю параметрів. Це тому, що все, що ви хочете контролювати щодо нового процесу, має бути передано CreateProcess. Насправді CreateProcessне вистачає параметрів, тому Microsoft довелося додати CreateProcessAsUser та CreateProcessWithLogonW .

У fork/execмоделі вам не потрібні всі ці параметри. Натомість певні атрибути процесу зберігаються впоперек exec. Це дозволяє вам fork, а потім змінити будь-які атрибути процесу, які ви хочете (використовуючи ті самі функції, які ви використовували нормально), а потім exec . У Linux forkнемає параметрів і execveмає лише 3: програму, яку потрібно запустити, командний рядок для її надання та її оточення. (Є й інші execфункції, але вони просто обгортки, що execveнадаються бібліотекою С для спрощення випадків звичайного використання.)

Якщо ви хочете , щоб почати процес з інших поточних каталогом: fork, chdir, exec.

Якщо ви хочете Перенаправлення STDIN / STDOUT: fork, закриття / відкриті файли, exec.

Якщо ви хочете , щоб користувачі перемикача: fork, setuid, exec.

Всі ці речі можна комбінувати за потребою. Якщо хтось придумав новий вид атрибутів процесу, вам не доведеться змінювати forkі exec.

Як зазначалося в ларках, більшість сучасних Unixes використовують копіювати при записі, тому forkце не передбачає значних витрат.

На додаток до відповіді cjm, Єдина специфікація Unix визначає функцію з назвою vfork(). Ця функція працює як fork, за винятком того, що процес forked має невизначене поведінку, якщо він робить щось інше, ніж спробувати викликати функцію familly exec або викликати _exit().

Таким чином, в основному єдине використання з визначеною поведінкою:

pid_t ret = vfork();
if(ret == 0)
{
    exec(...);
    _exit(EXIT_FAILURE); //in case exec failed for any reason.
}

То що ж vforkробити? Це недорого fork. У реалізаціях без копіювання при записі отриманий процес поділить простір пам’яті з початковим процесом (звідси невизначена поведінка). У реалізаціях з функцією копіювання під час запису vforkдозволено бути ідентичною fork(), оскільки реалізація копіювання при записі є швидкою.

Існує також додаткова posix_spawnфункція (і posix_spawnpфункція), яка може безпосередньо створити новий процес. (Дозволено також реалізувати їх за допомогою виклику бібліотеки, використовуючи forkта exec, і надається приклад реалізації.)