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 3 / 6

exec:换上新程序

子进程调用 execve,把自己整个换成 ls。

exec 不创建新进程,而是把当前进程的代码和内存替换成另一个程序,从头运行。 PID 和打开的文件保留下来,所以 bash 可以在 exec 之前先把输出重定向到文件。 这就是拆成两步的好处:中间留出了“布置环境”的机会。

父进程
内核
子进程
bash(父进程)
内核
子进程
execve:换成 ls
事件日志(3)
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
子进程运行 ls子进程变成了 ls