forking（）和CreateProcess（）

Question

forking（）和CreateProcess（带有所有必需的参数），Linux和WinXP分别是一样的吗？

如果它们不同，那么有人可以解释两种情况中每种情况的差异吗？

谢谢

Answer 1

他们在不同的系统上做不同的事情。 CreateProcess是一个仅限Windows的功能，而fork仅适用于POSIX（例如Linux和Mac OSX）系统。

fork系统调用创建一个新进程，并从调用fork函数的点继续执行父进程和子进程。 CreateProcess创建一个新进程并从磁盘加载程序。唯一的相似之处是最终结果是创建了一个新流程。

有关更多信息，请阅读CreateProcess和fork上的相应手册页。

Answer 2

CreateProcess采取以下步骤：

• 在内核中创建并初始化过程控制块（PCB）。
• 创建并初始化新的地址空间。
• 将程序prog加载到地址空间。
• 将参数args复制到地址空间的内存中。
• 初始化硬件上下文以在“start”开始执行。
• 通知调度程序新进程已准备好运行。

Unix的fork采取以下步骤：

• 在内核中创建并初始化过程控制块（PCB）
• 创建一个新的地址空间
• 使用父级地址空间的全部内容的副本初始化地址空间
• 继承父项的执行上下文（例如，任何打开的文件）
• 通知调度程序新进程已准备好运行

它创建父进程的完整副本，而父进程没有为子进程设置运行时环境，因为父进程信任自己的设置。子进程是父进程的完整副本，但进程ID除外（fork返回）。分叉进程继续运行与其父进程相同的程序，直到它执行显式exec。当子调用exec时，新的可执行映像进入内存并运行。

制作完整的副本效率如何？写入时复制。它实际上只复制虚拟内存映射。段表中的所有段都是只读的。如果父节点或子节点编辑段中的数据，则抛出异常并且内核创建该节点的完整内存副本。在这个answer中很好地解释了这一点

父子之间共享资源有几个好处： - 直观地说，资源管理：维护进程状态需要更少的内存 - 共享缓存资源意味着当数据未被写入时数据的时间局部性更大，从而提高了性能因为从较大的缓存/磁盘中检索数据非常耗时。

共享资源的缺点： - 当写入很常见时，它会将数据置于其他进程的无效状态，这会导致一致性错失，如果子进程在单独的核心上运行，则代价很高，因为这些更改将不得不传播到L3缓存。

一般来说，程序读取的内容比写入要多得多，通常子/父只需要写入其堆栈，这只是程序块的一小部分。

另外Unix fork是不同的，因为它返回两次，一次在父级（其子级的进程ID），一次在子级（0，恭喜你是一个新的婴儿进程），这就是我们在代码中区分的方式，如果我们是孩子还是父母。

Unix Exec执行以下操作：

• 将程序prog加载到当前地址空间。
• 将参数args复制到地址空间的内存中。
• 初始化硬件上下文以在“start”开始执行。

父母可以选择等待孩子完成。当孩子完成时，调用退出时是通知父母的等待。

Answer 3

我将举两个例子来说明差异： fork()：

#include "stdio.h"  
#include "stdlib.h"
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
int fac(int);
int main(void)  
{
    int child_ret,input_num=-1;
    pid_t pid1;
    while(input_num<0){
        printf("\nPlease input a non-negative number:  ");
        scanf("%d",&input_num);
    }
    if((pid1=fork())<0){
        printf("fork error");
    }
    else if(pid1==0){
        printf("\nI am the child process,my PID is %d.\n\nThe first %d numbers of fibonacci sequence is:\n", getpid(),input_num);
        for (int i=0;i<input_num;i++)
        {printf("%d\n", fac(i+1));}
    }
    else{
        wait(&child_ret);
        printf("\nI am the parent process,my PID is %d.\n\n", getpid());
    }
    return 0;
}
int fac(int n)
{
    if (n<=2) return n-1;
    else 
    {
        return fac(n-1)+fac(n-2);
    }
}

在这个程序中，fork将执行一个副本并返回两个值。我们调用了复制的进程父进程和另一个子进程。如果我们调用exec（）函数，整个进程将被除PID之外的新程序替换。

CreateProcess()：

#include <windows.h>
#include <stdio.h>
#include <tchar.h>

void _tmain( VOID )
{
    STARTUPINFO si;
    PROCESS_INFORMATION pi;
    LPTSTR szCmdline=_tcsdup(TEXT("MyChildProcess"));

    ZeroMemory( &si, sizeof(si) );
    si.cb = sizeof(si);
    ZeroMemory( &pi, sizeof(pi) );

    // Start the child process.
    if( !CreateProcess( NULL,   // No module name (use command line)
       szCmdline,      // Command line
       NULL,           // Process handle not inheritable
       NULL,           // Thread handle not inheritable
       FALSE,          // Set handle inheritance to FALSE
       0,              // No creation flags
       NULL,           // Use parent's environment block
       NULL,           // Use parent's starting directory
       &si,            // Pointer to STARTUPINFO structure
       &pi )           // Pointer to PROCESS_INFORMATION structure
       )
    {
       printf( "CreateProcess failed (%d)./n", GetLastError() );
       return;
    }

    // Wait until child process exits.
    WaitForSingleObject( pi.hProcess, INFINITE );

    // Close process and thread handles.
    CloseHandle( pi.hProcess );
    CloseHandle( pi.hThread );
}

这是MSDN的一个例子。我们所谓的创建新进程必须是Windows系统中单独的* .exe程序。新流程是一个全新的流程，只有返回值与旧流程的唯一连接。 总之，我们经常将fork()+exec()视为CreateProcess()。实际上，fork()与Windows中的CreateThread()更相似。