关于vfork()系统调用？

Question

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

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

   if(child_pid < 0)
   {
       printf("vfork() error\n");
       exit(-1);
   }
   if(child_pid != 0)
   {
       printf("Hey I am parent %d\nMy child is %d\n",getpid(),child_pid);
       wait(NULL);
   }

   else
   {
       printf("Hey I am child %d\nMy parent is %d\n",getpid(),getppid());
       execl("/bin/echo","echo","hello",NULL);
       exit(0);
   }
   return 0;
}

产出：

 Hey I am child 4
 My parent is 3
 Hey I am parent 3
 My child is 4
 hello

我的问题是:为什么在执行父进程之后打印"hello“？我已经开始学习vfork()了。有人能帮我吗？

Answer 1

执行父进程后，它将进入wait(NULL);，它将阻塞父进程，直到子进程调用execl()或exit为止。

因此，当父进程被阻塞时，子进程正在调用execl()，因此在输出的末尾打印hello。

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

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

if(child_pid < 0)
{
   printf("vfork() error\n");
   exit(-1);
}
if(child_pid != 0)
{
   printf("Hey I am parent %d\nMy child is %d\n",getpid(),child_pid);
   wait(NULL);
 }

 else
 {
   printf("Hey I am child %d\nMy parent is %d\n",getpid(),getppid());
   execl("/bin/echo","echo","hello",NULL);
   exit(0);
  }
 return 0;
  }

如果删除execl()，子进程将转到exit(0)，hello将不会被打印。

而且，在执行execl()之后，它将创建一个新的进程，因此您在execl()之后编写的任何代码都不会被执行。根据手册页：-

exec()函数系列用新的进程映像替换当前进程映像。本手册中描述的函数是execve(2)的前端。(有关替换当前进程映像的详细信息，请参阅execve(2)手册页。)

Answer 2

首先有一条建议:不要使用vfork()。在现代系统中，使用vfork()而不是fork()的优势很小。您显示的代码无法在vfork()中正常工作，因为它调用了未定义的行为。

POSIX.1:

vfork()函数具有与fork()相同的效果，但如果vfork()创建的进程修改用于存储来自vfork()的返回值的类型pid_t变量以外的任何数据，或者从调用vfork()的函数中返回，或者在成功调用_exit()或exec()系列函数之前调用任何其他函数，则行为是未定义的。

因此，通过在子代码中调用printf()，您的代码已经没有定义。请注意，即使调用exit()也会导致未定义的行为，只允许使用_exit()。

我假设您在Linux上尝试了这一点，它更多地定义了vfork()的行为，并解释了您所观察到的内容：

来自linux manual page的

vfork()与fork(2)的不同之处在于，调用线程被挂起，直到子线程终止为止(通常通过调用_exit(2)，或者在传递致命信号之后调用_exit(2))，或者调用execve(2)。在此之前，子节点与其父节点共享所有内存，包括堆栈。

因此，在Linux上，您可以确保首先执行由vfork()创建的子进程，并且只通过调用execl() (在内部调用execve() )来执行，允许父进程继续运行。这就是为什么您在子输出之后看到父输出的原因。一旦父调用了wait()，它就一直等到子进程完成--此时，子节点被echo替换。

依赖这种行为使您的程序无法移植到不同的vfork()实现。对printf()的调用是可以的，因为Linux挂起了父进程，而对exit()的错误调用在这里并不重要:无论如何，在exec*()调用之后的任何事情都是不可访问的(这些函数永远不会返回，它们将替换为正在运行的程序)！

由于其怪异的语义和巨大的bug风险，vfork()在POSIX1.2008中被从POSIX中删除。一个安全和现代的POSIX替代vfork()的典型用法是exec*()，后面跟着的是posix_spawn()。

总之，您真的不应该使用vfork()。使用fork()代替。删除对exit()的不可访问调用，您的程序看起来也很好。