fork()、vfork()、clone()的区别

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       fork,vfork,clone都是linux的系统调用，这三个函数分别调用了sys_fork、sys_vfork、sys_clone，最终都调用了do_fork函数，差别在于参数的传递和一些基本的准备工作不同，主要用来linux创建新的子进程或线程（vfork创造出来的是线程）。

       进程的四要素：

一、fork()

           fork()函数调用成功：返回两个值； 父进程：返回子进程的PID；子进程：返回0；
                                    失败：返回-1；

          fork 创造的子进程复制了父亲进程的资源（写时复制技术），包括内存的内容task_struct内容（2个进程的pid不同）。这里是资源的复制不是指针的复制。

          说到fork()，就不得不说一个技术：（Copy-On-Write）写时复制技术。

          盗用一张图，感觉描述的确实挺到位：

          我们都知道fork创建进程的时候，并没有真正的copy内存（听着好像矛盾了，资源的赋值为什么有没有真正的赋值呢？），因为我们知道，对于fork来讲，有一个很讨厌的东西叫exec系列的系统调用，它会勾引子进程另起炉灶。如果创建子进程就要内存拷贝的的话，一执行exec，辛辛苦苦拷贝的内存又被完全放弃了。由于fork()后会产生一个和父进程完全相同的子进程，但子进程在此后多会exec系统调用，处于效率考虑，linux中引入了“写时复制技术-Copy-On-Write”。

            换言之，在fork()之后exec之前两个进程用的是相同的物理空间（内存区），先把页表映射关系建立起来，并不真正将内存拷贝。子进程的代码段、数据段、堆栈都是指向父进程的物理空间，也就是说，两者的虚拟空间不同，但其对应的物理空间是同一个。当父进程中有更改相应段的行为发生时，如进程写访问，再为子进程相应的段分配物理空间，如果不是因为exec，内核会给子进程的数据段、堆栈段分配相应的物理空间（至此两者有各自的进程空间，互不影响），而代码段继续共享父进程的物理空间（两者的代码完全相同）。而如果是因为exec，由于两者执行的代码不同，子进程的代码段也会分配单独的物理空间。fork时子进程获得父进程数据空间、堆和栈的复制所以变量的地址（当然是虚拟地址）是一样的。

#include"stdio.h"
int main() 
{
		int count = 1;
		int child;
		if(0== fork()) //子进程成功返回0；
		{ //开始创建子进程
				printf("This is son, his count is: %d. and his pid is: %d\n", ++count, getpid());//子进程的内容
		} 
		else 
		{
				printf("This is father, his count is: %d, his pid is: %d\n", count, getpid());
		}
}

运行结果：

#include"stdio.h"
int main() {
        int count = 1;
        int child;
        int i;
        if(!(child = fork()))
         {

                for(i = 0; i <20; i++)
                 {
                   printf("This is son, his count is: %d. and his pid is: %d\n", i, getpid());
                 }
        } 
        else 
        {
               for(i=0;i<20;i++)
                printf("This is father, his count is: %d, his pid is: %d\n", count, getpid());
        }
}

运行结果：

二、vfork() 

    vfork是一个过时的应用，vfork也是创建一个子进程，但是子进程共享父进程的空间。在vfork创建子进程之后，父进程阻塞，直到子进程执行了exec()或者exit()。vfork最初是因为fork没有实现COW机制，而很多情况下fork之后会紧接着exec，而exec的执行相当于之前fork复制的空间全部变成了无用功，所以设计了vfork。而现在fork使用了COW机制，唯一的代价仅仅是复制父进程页表的代价，所以vfork不应该出现在新的代码之中。      

     vfork创建出来的不是真正意义上的进程，而是一个线程，因为它缺少经常要素（4），独立的内存资源，看下面的程序：

#include "stdio.h"
int main() {
        int count = 1;
        int child;
        printf("Before create son, the father's count is:%d\n", count);
        if(!(child = vfork()))
         {
                printf("This is son, his pid is: %d and the count is: %d\n", getpid(), ++count);
                exit(1);
        } 
        else
         {
                printf("After son, This is father, his pid is: %d and the count is: %d, and the child is: %d\n", getpid(), count, child);
        }
}

运行结果：

      从运行结果可以看到vfork创建出的子进程（线程）共享了父进程的count变量，这一次是指针复制，2者的指针指向了同一个内存，所以子进程修改了count变量，父进程的 count变量同样受到了影响。

    另外由vfork创建的子进程要先于父进程执行，子进程执行时，父进程处于挂起状态，子进程执行完，唤醒父进程。除非子进程exit或者execve才会唤起父进程，看下面程序：

#include "stdio.h"
int main() 
{
        int count = 1;
        int child;
        printf("Before create son, the father's count is:%d\n", count);
        if(!(child = vfork()))
         {
                int i;
                for(i = 0; i < 100; i++) 
                {
                        printf("This is son, The i is: %d\n", i);
			count++;
                      if(i == 20)
                      {
                        printf("This is son, his pid is: %d and the count is: %d\n", getpid(), ++count);
                        exit(1);
                      }
                }
               
              
        } 
      else 
        {
                printf("After son, This is father, his pid is: %d and the count is: %d, and the child is: %d\n", getpid(), count, child);
        }
}

运行结果：

3.clone

       clone是Linux为创建线程设计的（虽然也可以用clone创建进程）。所以可以说clone是fork的升级版本，不仅可以创建进程或者线程，还可以指定创建新的命名空间（namespace）、有选择的继承父进程的内存、甚至可以将创建出来的进程变成父进程的兄弟进程等等。

        clone函数功能强大，带了众多参数，它提供了一个非常灵活自由的常见进程的方法。因此由他创建的进程要比前面2种方法要复杂。clone可以让你有选择性的继承父进程的资源，你可以选择想vfork一样和父进程共享一个虚存空间，从而使创造的是线程，你也可以不和父进程共享，你甚至可以选择创造出来的进程和父进程不再是父子关系，而是兄弟关系。先有必要说下这个函数的结构：

下面的例子是创建一个线程（子进程共享了父进程虚存空间，没有自己独立的虚存空间不能称其为进程）。父进程被挂起当子线程释放虚存资源后再继续执行。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <sched.h>
#define FIBER_STACK 8192
int a;
void * stack;
int do_something(){
		a=10;
		printf("This is son, the pid is:%d, the a is: %d\n", getpid(), a);
		free(stack); 
		exit(1);
}
int main() {
		void * stack;
		a = 1;
		stack = malloc(FIBER_STACK);//为子进程申请系统堆栈
		if(!stack) {
				printf("The stack failed\n");
				exit(0);
		}
		printf("creating son thread!!!\n");
		clone(&do_something, (char *)stack + FIBER_STACK, CLONE_VM|CLONE_VFORK, 0);//创建子线程
		printf("This is father, my pid is: %d, the a is: %d\n", getpid(), a);
		exit(1);
}

运行的结果：

son的PID：10692；

father的PID：10691；

parent和son中的a都为10；所以证明他们公用了一份变量a，是指针的复制，而不是值的复制。

问题：clone和fork的区别：

     （1） clone和fork的调用方式很不相同，clone调用需要传入一个函数，该函数在子进程中执行。

      （2）clone和fork最大不同在于clone不再复制父进程的栈空间，而是自己创建一个新的。 （void *child_stack,）也就是第二个参数，需要分配栈指针的空间大小，所以它不再是继承或者复制，而是全新的创造。

博客资料参考：

http://blog.csdn.net/xy010902100449/article/details/44851453

http://www.cnblogs.com/blankqdb/archive/2012/08/23/2652386.html

http://blog.chinaunix.net/uid-24774106-id-3361500.html
http://www.linuxidc.com/Linux/2015-03/114888.htm
http://igaozh.iteye.com/blog/1677969

http://blog.chinaunix.net/uid-24410388-id-195503.html

http://blog.chinaunix.net/uid-18921523-id-265538.html

http://blog.csdn.net/wdjhzw/article/details/25614969

感谢各位博主的分享！

fork()、vfork()、clone()的区别

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原文地址：http://blog.csdn.net/gogokongyin/article/details/51178257