为什么我们需要创建新流程？

#1 楼

简短的答案是，fork在Unix中使用，因为当时它很容易安装到现有系统中，并且伯克利的前身系统已经使用了forks的概念。

来自The Evolution of the Unix分时系统（相关文本已突出显示）：几天之内就设计并实现了现代形式的过程控制。令人惊讶的是它很容易安装到现有系统中；同时，很容易看到设计中某些稍微不寻常的功能是如何呈现的，因为这些功能代表了对现有内容的细微且易于编码的更改。一个很好的例子是fork和exec函数的分离。创建新流程的最常见模型涉及为该流程执行指定程序。在Unix中，派生进程将继续与其父进程运行相同的程序，直到执行显式exec。功能的分离当然不是Unix独有的，实际上，它存在于汤普森众所周知的伯克利分时系统中。仍然可以合理地假设它存在于Unix中，主要是因为可以很容易地实现fork而不改变其他内容。系统已经处理了多个（即两个）过程；有一个进程表，并且进程在主内存和磁盘之间交换。只需要fork的初始实现

1）
扩展进程表

2）
添加fork复制复制当前进程使用现有的交换IO原语将其添加到磁盘交换区域，并对进程表进行一些调整。

实际上，PDP-7的fork调用恰好需要27行汇编代码。当然，还需要对操作系统和用户程序进行其他更改，其中一些更改非常有趣且出乎意料。但是，仅仅因为不存在这样的exec，合并的fork-exec就会复杂得多。它的功能已经由外壳使用显式IO执行。


自从这篇论文开始，Unix就发展了。 fork和随后的exec不再是运行程序的唯一方法。


创建vfork可以更有效地分叉，以防新进程打算在此之后立即执行exec叉子。执行vfork之后，父进程和子进程共享相同的数据空间，并且父进程被挂起，直到子进程执行程序或退出。
posix_spawn创建一个新进程并在单个系统中执行文件呼叫。它带有一堆参数，可让您有选择地共享调用者的打开文件，并将其信号处置和其他属性复制到新进程。

#2 楼

[我将从这里重复部分答案。]

为什么不仅仅拥有一个从头开始创建新进程的命令？复制仅将要立即替换的副本是荒谬且效率低下的吗？

实际上，由于以下几个原因，这样做可能效率不高：


fork()产生的“副本”有点抽象，因为内核使用写时复制系统。真正需要创建的只是一个虚拟内存映射。如果该副本随后立即调用exec()，则实际上如果该副本已被流程的活动进行了修改，那么将被复制的大多数数据实际上都不会被复制/创建，因为流程不需要执行任何需要使用的操作。
子进程的各个重要方面（例如，其环境）不必根据上下文的复杂分析等进行单独复制或设置。仅假设它们与调用过程的相同，并且这是我们熟悉的相当直观的系统。

为了进一步解释＃1，至少在大多数情况下，“复制”但从未随后访问的内存永远不会真正被复制。在这种情况下，如果您分叉了一个进程，然后在子进程用exec()替换子进程之前退出了父进程，则可能是一个例外。我之所以说是可能的，是因为如果有足够的可用内存，那么很多父对象都可以被缓存，而且我不确定这将被利用到什么程度（这取决于操作系统的实现）。 ，从表面上看，这使使用副本的效率比使用空白面板的效率更高-除非“空白面板”在字面上不是什么，而且必须涉及分配。该系统可以具有通用的空白/新流程模板，该模板以相同的方式进行复制1，但是与写时复制叉子相比，这实际上并不会节省任何东西。因此，＃1仅表明使用“新”空过程不会更有效。

第二点确实解释了为什么使用分叉可能更有效。子级环境是从其父级继承的，即使它是完全不同的可执行文件。例如，如果父进程是一个外壳程序，子进程是一个Web浏览器，则两者的$HOME仍然相同，但由于随后任何一个都可以更改它，因此它们必须是两个单独的副本。子项中的一个由原始fork()产生。

1。一种策略可能没有多大的意义，但我的观点是，创建进程所涉及的不仅仅是将其映像从磁盘复制到内存中。

#3 楼

我认为Unix仅具有fork函数来创建新进程的原因是Unix理念的结果。它会创建一个子进程。

然后由程序员来决定如何处理新进程。
他可以使用exec*函数之一并启动另一个程序，
否则他不能使用exec并使用同一程序的两个实例，这可能会很有用。

因此您可以使用

<不带exec *的br />叉
带exec *的for叉或不带fork的仅exec *的br
在1970年代你不得不做。

#4 楼

流程创建有两种哲学：带有继承的派生和带有参数的创建。显然，Unix使用fork。 （例如，OSE和VMS使用create方法。）Unix具有许多可继承的特性，并且会定期添加更多特性。通过继承，可以添加这些新特性而无需更改现有程序！使用带参数创建模型，添加新特征将意味着向create调用添加新参数。 Unix模型更简单。

它还提供了非常有用的fork-without-exec模型，其中一个进程可以将自身分成多个部分。当没有异步I / O形式时，这是至关重要的，并且在系统中利用多个CPU时很有用。 （预线程。）这些年来，即使是最近，我也做了很多事情。从本质上讲，它允许将多个“程序”容器化为一个程序，因此绝对没有损坏或版本不匹配等的空间。

fork / exec模型还提供了实现在fork和exec之间建立的特定子级继承了一个非常奇怪的环境。诸如继承文件描述符之类的事情尤其如此。 （stdio fd的扩展。）create模型不具备继承create调用的创建者未想到的任何内容的功能。某些系统还可以支持对native的动态编译代码，该过程实际上是在编写自己的本机代码程序。换句话说，它需要一个新的程序，它可以即时编写自己的程序，而不必经历源代码/编译器/链接器的周期，而无需占用磁盘空间。 （我相信有一个Verilog语言系统可以做到这一点。）fork模型支持这一点，而create模型通常不支持。

#5 楼

fork（）函数不仅复制父进程，还返回一个值，该值表示该进程是父进程还是子进程，下图说明了如何使用fork（）作为父进程和父进程。 son：



如进程为父fork（）所示，返回子进程ID PID，否则返回0

如果您有一个接收请求的进程（Web服务器），并且可以在每个请求上创建一个son process来处理此请求，则可以使用它，此处父级和子级都有不同的工作。

因此，没有运行进程副本不是fork（）的确切含义。

#6 楼

在fork之后和exec之前，最容易实现I / O重定向。孩子知道自己就是孩子，可以关闭文件描述符，打开新的文件描述符，使用dup（）或dup2（）将它们添加到正确的fd编号等，而所有这些都不影响父对象。完成此操作之后，也许任何所需的环境变量都会更改（也不会影响父级），它可以在定制的环境中执行新程序。

#7 楼

我想这里的每个人都知道fork是如何工作的，但问题是为什么我们需要使用fork创建父级的完全重复？
Answer ==>以client-1为例（不带fork）的服务器为例正在访问服务器，如果同时有第二个client-2到达并且想访问服务器，但是服务器没有为新到达的client-2授予权限，因为服务器正忙于为client-1服务，因此client-2必须等待。对客户端1的所有服务完成后，客户端2现在可以访问服务器。现在考虑客户端3是否同时到达，因此客户端3必须等到对客户端1的所有服务为止。 client-2已经完成。假设有成千上万的客户端需要同时访问服务器的情况，那么所有客户端都必须等待（服务器正忙！）。

此通过创建（使用fork）服务器的精确副本（即子节点）来避免，其中每个子节点（即其父节点（即服务器）的精确副本）都专用于新到达的客户端nt，因此所有客户端同时访问同一服务器。