Pourquoi le mécanisme de création de processus par défaut est-il un fork?

Fork (), l’appel système UNIX pour la création de processus, crée un processus enfant en copiant le processus parent. D'après ce que je comprends, ceci est presque toujours suivi d'un appel à exec () pour remplacer l'espace mémoire du processus enfant (segment de texte compris). Copier l'espace mémoire du parent dans fork () m'a toujours semblé inutile (bien que je sache que le gaspillage peut être minimisé en faisant une copie sur écriture des segments de mémoire, de sorte que seuls les pointeurs soient copiés). Quoi qu'il en soit, quelqu'un sait-il pourquoi cette approche de duplication est requise pour la création de processus?

C'est pour simplifier l'interface. L’alternative à forket execressemblerait à la fonction CreateProcess de Windows . Notez combien de paramètres CreateProcessont, et beaucoup d’entre eux sont des structures avec encore plus de paramètres. En effet, tout ce que vous souhaitez contrôler sur le nouveau processus doit être transmis CreateProcess. En fait, le nombre de CreateProcessparamètres étant insuffisant, Microsoft a donc dû ajouter CreateProcessAsUser et CreateProcessWithLogonW .

Avec le fork/execmodèle, vous n'avez pas besoin de tous ces paramètres. Au lieu de cela, certains attributs du processus sont préservés exec. Cela vous permet de forkmodifier les attributs de processus de votre choix (en utilisant les mêmes fonctions que vous utiliseriez normalement), puis exec . Sous Linux, forkn’a pas de paramètre et execven’a que 3: le programme à exécuter, la ligne de commande à lui donner et son environnement. (Il existe d'autres execfonctions, mais ce ne sont que des wrappers execvefournis par la bibliothèque C pour simplifier les cas d'utilisation courants.)

Si vous voulez commencer un processus avec un autre répertoire courant: fork, chdir, exec.

Si vous souhaitez rediriger stdin / stdout: fork, fichiers ouverture / fermeture, exec.

Si vous voulez les utilisateurs du commutateur: fork, setuid, exec.

Toutes ces choses peuvent être combinées au besoin. Si quelqu'un propose un nouveau type d'attribut de processus, vous n'avez pas à changer forket exec.

Comme mentionné ci-dessus, la plupart des Unix modernes utilisent la copie sur écriture, ce forkqui ne nécessite pas de temps système important.

En plus de la réponse de cjm, la spécification Single Unix définit une fonction nommée vfork(). Cette fonction fonctionne comme un fork, sauf que le processus fork a un comportement indéfini s'il ne fait rien d'autre qu'appeler une fonction de la famille exec ou un appel _exit().

Ainsi, à peu près, la seule utilisation avec un comportement défini est:

pid_t ret = vfork();
if(ret == 0)
{
    exec(...);
    _exit(EXIT_FAILURE); //in case exec failed for any reason.
}

Alors, que fait vfork-on? C'est peu coûteux fork. Dans les implémentations sans copie sur écriture, le processus résultant partagera de l'espace mémoire avec le processus d'origine (d'où le comportement indéfini). Dans les implémentations avec copie sur écriture, il vforkest permis d’être identique à fork(), étant donné que les implémentations de copie sur écriture sont rapides.

Il existe également une posix_spawnfonction optionnelle (et une posix_spawnpfonction) permettant de créer directement un nouveau processus. (Il est également possible de les implémenter avec un appel de bibliothèque utilisant forket exec, et un exemple d'implémentation est fourni.)