1.进程的创建
1.1 fork
#include <unistd.h>
pid_t fork(void);
返回值：
父进程返回的是新建的子进程的进程ID，子进程返回的是0
当调用完fork函数后，子进程获得父进程的数据空间、堆和栈，但是这是子进程单独拥有的，并不和父进程共享，因此修改子进程的变量不会影响父进程的变量。父进程和子进程共享正文段。
由于在fork之后经常跟随着exec，所以现在的很多实现并不执行一个父进程数据段、栈和堆得完全副本，作为代替，使用了写时复制（copy-on-write，COW）技术。
写时复制：写时拷贝是一种可以推迟甚至避免拷贝数据的技术。内核此时并不复制整个进程的地址空间，而是让父子进程共享同一个地址空间。只用在需要写入的时候才会复制地址空间，从而使各个进行拥有各自的地址空间。也就是说，资源的复制是在需要写入的时候才会进行，在此之前，只有以只读方式共享。这种技术使地址空间上的页的拷贝被推迟到实际发生写入的时候。在页根本不会被写入的情况下---例如，fork()后立即执行exec()，地址空间就无需被复制了。
不使用写时复制的缺点：传统的fork()系统调用直接把所有的资源复制给新创建的进程。这种实现过于简单并且效率低下，因为它拷贝的数据或许可以共享。但是如果新进程立即执行了exec（）函数，那么之前的拷贝就全都浪费了。
#include "apue.h"
int globvar = 6;
char buf[] = "a write to stdout
";
int main(void)
{
int var;
pid_t pid;
var = 88;
if(write(STDOUT_FILENO, buf, sizeof(buf) - 1) != sizeof(buf) -1)
{
err_sys("write_error");
}
printf("before fork
");
if((pid = fork()) < 0)
{
err_sys("fork error");
}
else if(pid == 0)
{
globvar++;
var++;
}
else
{
sleep(2);
}
printf("pid=%ld, glob=%d, var=%d
",(long)getpid(), globvar, var);
exit(0);
}
$ ./a.out
a write to stdout before fork pid=430,glob=7,var=69 //子进程的变量值改变了 pid=430,glob=6,var=68 //父进程的变量值没有改变 由此可以证明：父子进程不同享数据。
$ ./a.out > temp.out
$ cat temp.out
a write to stdout before fork pid=430,glob=7,var=69 //子进程的变量值改变了 before fork pid=430,glob=6,var=68 //父进程的变量值没有改变
问题：这边为什么会输出两个before fork？
因为将标准输出重定向到一个文件时，这个时候标准I/O就变成了一个全缓冲区（当缓冲区或者程序结束才会将缓冲区的数据输出），所以在第一次printf的时候，因为缓冲区没有满所以不会将数据打印出来，而是存在缓冲区中。fork函数将父进程复制完后，会将这个缓冲区也复制下来，所以在子程序的第二个printf中，会在已有的缓冲区数据后面再增加数据，最后在子程序的第二个printf中就会将两个数据一起输出出来。
注意：sizeof(buf)计算出buf的长度，write的时候长度要减去1。原因是sizeof计算包括终止null字节的缓冲区长度。
#include <unistd.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
char buf[] = "a write to stdout";
int ret, len;
printf("buf len is %d
", sizeof(buf));
ret = write(STDOUT_FILENO, buf ,sizeof(buf)-1);
printf("
");
return 0;
}
结果：
如果把buf[ ]改成buf[17]的话，sizeof(buf)就不能减去1。
1.2 vfork
#include <sys/types.h> #include <unistd.h> pid_t vfork(void);
vfork的使用和fork是一样的。
vfork和fork的区别：
执行次序：
vfork是先调用子进程，等子进程的_exit（exit是不正确的）或exec被调用后，再调用父进程。
fork对父子进程的调度室由调度器决定的。
数据段的影响：
fork采用的是写时复制技术。
vfork的父子进程是共享数据的，所以在子程序中修改变量，父进程的变量也会被修改。（在fork中不会这样）
总结：vfork创建的子进程调用exec前，与父进程是共享一个地址空间的（根本不存在复制的这个步骤，因此直接执行exec效率方面比fork快）。但是需要注意的是：如果子进程修改数据、进行函数调用或者没有调用exec或exit就直接return（return后，会释放局部变量并弹栈。但是因为vfork是共享父进程的地址空间，那么换句话说也就是return掉了main函数。return后还会调用类似exit这样的退出函数。那么就又回到父进程的vfokr往下运行，但是由于之前子进程return掉了main函数的栈，所以会出现段错误。这就类似C++中return会调用局部对象的析构函数，exit不会，是直接退出）会总成未知的后果。
1.3 clone函数
#include <sched.h> int clone(int (*fn)(void*), void *child_stack, int flags, void *arg); 返回值：成功返回子线程的ID号，失败返回-1 参数： fn：是函数指针，我们知道进程的4要素，这个就是指向程序的指针，就是所谓的“剧本” child_stack：是为子进程分配系统堆栈空间（在linux下系统堆栈空间是2页面，就是8K的内存，其中在这块内存中，低地址上放入了值，这个值就是进程控制块task_struct的值） flags：标志用来描述你需要从父进程继承那些资源 CLONE_PARENT：创建的子进程的父进程是调用者的父进程，新进程与创建它的进程成了“兄弟”而不是“父子” CLONE_FS：子进程与父进程共享相同的文件系统，包括root、当前目录、umask CLONE_FILES：子进程与父进程共享相同的文件描述符（file descriptor）表 CLONE_NEWNS：在新的namespace启动子进程，namespace描述了进程的文件hierarchy CLONE_SIGHAND：子进程与父进程共享相同的信号处理（signal handler）表 CLONE_PTRACE：若父进程被trace，子进程也被trace CLONE_VFORK：父进程被挂起，直至子进程释放虚拟内存资源 CLONE_VM：子进程与父进程运行于相同的内存空间 CLONE_PID：子进程在创建时PID与父进程一致 CLONE_THREAD：Linux 2.4中增加以支持POSIX线程标准，子进程与父进程共享相同的线程群 arg：传给子进程的参数
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。
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 <malloc.h>
#include <sched.h>
#include <signal.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#define FIBER_STACK 8192
int a;
void * stack;
int do_something()
{
printf("This is son, the pid is:%d, the a is: %d
", getpid(), ++a);
free(stack); //这里我也不清楚，如果这里不释放，不知道子线程死亡后，该内存是否会释放，知情者可以告诉下,谢谢
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
");
exit(0);
}
printf("creating son thread!!!
");
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
", getpid(), a);
exit(1);
}