用户态进程/线程的创建 fork/vfork/pthread_create

用户态协议栈 三部曲 uio,数据帧,协议栈
100行代码搞定用户态协议栈
手写一个用户态网络协议栈,瞬间提升你网络功底
LinuxC++后台服务器开发架构师免费学习地址

fork

fork 函数创建子进程成功后,父进程返回子进程的 pid,子进程返回0。具体描述如下:
fork返回值为-1, 代表创建子进程失败
fork返回值为0,代表子进程创建成功,这个分支是子进程的运行逻辑
fork返回值大于0,这个分支是父进程的运行逻辑,并且返回值等于子进程的 pid
我们看下通过 fork 系统调用来创建子进程的例子:

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
 
int main()
{
   pid_t pid = fork();
 
   if(pid == -1){
       printf("create child process failed!\n");
       return -1;
   }else if(pid == 0){
       printf("This is child process!\n");
   }else{
       printf("This is parent process!\n");
       printf("parent process pid = %d\n",getpid());
       printf("child process pid = %d\n",pid);
   }
 
   getchar();
 
   return 0;
}

运行结果:

$ ./a.out
This is parent process!
parent process pid = 25483
child process pid = 25484
This is child process!

从上面的运行结果来看,子进程的pid=25484, 父进程的pid=25483。
在前面介绍内存缺页异常的时候,提到写时复制 COW 是一种推迟或者避免复制数据的技术,主要用在 fork 系统调用里,当执行 fork 创建新子进程时,内核不需要复制父进程的整个进程地址空间给子进程,而是让父进程和子进程共享同一个副本,只有写入时,数据才会被复制。我们用一个简单里的例子描述下:

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int peter = 10;

int main()
{
  pid_t pid = fork();

  if(pid == -1){
      printf("create child process failed!\n");
      return -1;
  }else if(pid == 0){
      printf("This is child process, peter = %d!\n", peter);
      peter = 100;
      printf("After child process modify peter = %d\n", peter);
  }else{
      printf("This is parent process = %d!\n", peter);
  }

  getchar();

  return 0;
}

执行结果:

$ ./a.out
This is parent process = 10!
This is child process, peter = 10!
After child process modify peter = 100

从运行结果可以看到,不论子进程如何去修改 peter 的值,父进程永远看到的是自己的那一份。
image.png

vfork

接下来看下使用 vfork 来创建子进程:

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int peter = 10;

int main()
{
  pid_t pid = vfork();

  if(pid == -1){
      printf("create child process failed!\n");
      return -1;
  }else if(pid == 0){
      printf("This is child process, peter = %d!\n", peter);
      peter = 100;
      printf("After child process modify peter = %d\n", peter);
      exit(0);
  }else{
      printf("This is parent process = %d!\n", peter);
  }

  getchar();

  return 0;
}

运行结果:

$ ./a.out
This is child process, peter = 10!
After child process modify peter = 100
This is parent process = 100!

从运行结果中可以看出,当子进程修改了 peter=100 之后,父进程中打印 peter 的值也是100。
image.png

【文章福利】:小编整理了一些个人觉得比较好的学习书籍、视频资料共享在群文件里面,有需要的可以自行添加哦!~点击加入(需要自取)
image.png

pthread_create
现在我们知道了创建进程有两种方式:fork,vfork。那么创建线程呢?
线程的创建接口是用 pthread_create:

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/syscall.h>

int peter = 10;

static pid_t gettid(void)
{
 return syscall(SYS_gettid);
}

static void* thread_call(void* arg)
{
 peter = 100;
 printf("create thread success!\n");
 printf("thread_call pid = %d, tid = %d, peter = %d\n", getpid(), gettid(), peter);
 return NULL;
}

int main()
{
 int ret;
 pthread_t thread;

 ret = pthread_create(&thread, NULL, thread_call, NULL);
 if(ret == -1)
     printf("create thread faild!\n");

 ret = pthread_join(thread, NULL);
 if(ret == -1)
     printf("pthread join failed!\n");

 printf("process pid = %d, tid = %d, peter = %d\n", getpid(), gettid(), peter);

 return ret;
}

运行结果:

$ ./a.out
create thread success!
thread_call pid = 9719, tid = 9720, peter = 100
process pid = 9719, tid = 9719, peter = 100

从上面的结果可以看出:进程和线程的 pid 都是相同的。当线程修改了 peter = 100 之后,父进程中打印 peter 的值也是100。

进程线程创建总图
上面介绍了用户态创建进程和线程的方式,以及各个方式的特点。关于其底层的实现本质,我们后面会详细讲解。这里先提供一下三者之间的关系,可见三者最终都会调用 do_fork 实现。

但是内核态没有进程线程的概念,内核中只认 task_struct 结构,只要是 task_struct 结构就可以参与调度。

更多linux免费视频资料获取 后台私信【架构】

1 声望
1 粉丝
0 条评论
推荐阅读
深度解密epoll 如何工作的?
epoll 是Linux平台下的一种特有的多路复用IO实现方式,与传统的 select 相比,epoll 在性能上有很大的提升。本文主要讲解 epoll 的实现原理,而对于 epoll 的使用可以参考相关的书籍或文章。相关视频推荐面试中正...

Linux服务器开发1阅读 1.6k

工具篇:iTerm与Zsh
iTerm2支持许多的主题配色,可以自己定义,也可以参考网上现成的主题配色。我个人比较喜欢draculatheme配色。支持item,vim,phpstorm , 下方存在主题官网路径,按照教程安装即可。

super白4阅读 4.7k

万字避坑指南!C++的缺陷与思考(上)
导语 | 本文主要总结了本人在C++开发过程中对一些奇怪、复杂的语法的理解和思考,同时作为C++开发的避坑指南。前言C++是一门古老的语言,但仍然在不间断更新中,不断引用新特性。但与此同时C++又甩不掉巨大的历史...

腾讯云开发者6阅读 521

麒麟操作系统 (kylinos) 从入门到精通 - 常用软件安装 - 第三篇 常用软件安装(windows下的习惯)
本篇内容大部分从应用商店进行安装,部分通过官网下载,少部分通过命令行安装。1.原生应用1.1钉钉1.2飞书1.3 蓝信1.4 腾讯文档1.5 金山文档1.6 搜狗输入法(拼音)1.7 五笔输入法1.8 libreoffice官方也带了WPS,...

码上世界3阅读 7.4k评论 17

封面图
深入剖析容器网络和 iptables
Docker 能为我们提供很强大和灵活的网络能力,很大程度上要归功于与 iptables 的结合。在使用时,你可能没有太关注到 iptables 的作用,这是因为 Docker 已经帮我们自动完成了相关的配置。

张晋涛3阅读 1.3k

封面图
Metasploit实现木马生成、捆绑及免杀
在一次渗透测试的过程中,避免不了使用到社会工程学的方式来诱骗对方运行我们的木马或者点击我们准备好的恶意链接。木马的捆绑在社会工程学中是我们经常使用的手段,而为了躲避杀毒软件的查杀,我们又不得不对木...

白风之下1阅读 9k

麒麟操作系统 (kylinos) 从入门到精通 - 办公环境 - 第十三篇 字体安装与windows字体的利用
正常情况下,系统下的wps或libreoffice用到的字体都已默认安装。但有时候一些ttf字体或者microsoft office下一些字体需要安装。我们可以在安装好office、acrobat之后,将C:\windows\Fonts文件夹中的字体(我是win...

码上世界2阅读 3.8k

封面图

更多linux免费视频资料获取 后台私信【架构】

1 声望
1 粉丝
宣传栏