操作系统

进程的诞生:fork + exec + wait

在终端敲下一个命令,bash 是怎样把它变成一个新运行的程序的。

概况

以在 Linux 的 bash 里输入 ls 为例。

一句话总结
fork 复制自己,exec 换成新程序,wait 等它结束
什么是进程
正在运行的程序:代码 + 内存 + 打开的文件 + 运行状态
为什么分两步
fork 和 exec 之间,可以先布置子进程(如重定向输出)
常见用法
shell 运行命令、管道 a | b、Node.js 的 child_process
收尾
父进程不 wait,子进程会变成僵尸进程
进程状态
运行(R)、睡眠(S/D)、停止(T)、僵尸(Z)
进程 vs 线程
Linux 上都用 clone 创建:线程共享地址空间,进程各有一份
posix_spawn / vfork
不需要在中间布置时,可一步创建并执行,开销更小

步骤 2 / 6

fork:复制出一个自己

内核把 bash 复制一份,得到一个几乎一样的子进程。

bash 调用 fork(在 Linux 上底层是 clone 系统调用),内核复制出子进程。 fork 返回两次:父进程拿到子进程的 PID,子进程拿到 0,靠这个区分“我是谁”。 Linux 用“写时复制”,有人改内存时才真正复制,所以 fork 并不慢。

父进程
内核
子进程
bash(父进程)
内核
子进程
fork:复制一份
事件日志(2)
当前状态发生了什么
bash 运行中用户输入 ls,bash 需要启动一个新程序
父子两个进程内核复制出子进程