fork 进程测试 copy-on-write

2020-01-02

父进程 fork 子进程后,子进程通过 copy-on-write 模式获得父进程内存,也就是子进程共用了大部分父进程内存,只有当子进程在修改自己进程内存后,共享部分,才会把那些修改的拷贝出来,这样可以节省系统大量内存分配。


1. 系统

macos


2. 测试

测试对象申请一块内存,主进程 fork 子进程后监测子进程对内存数据修改前后状况。

子进程数据修改前

子进程数据修改后

测试进程跑得比较快,跑了两次去抓图,所以两次抓图的进程不一样。感兴趣的朋友可以拿源码测试下。


3. 测试源码

源码

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alloc_data g_data;

int main() {
    pid_t pid = fork();
    if (0 == pid) {
        printf("child pid: %d, data ptr: %#lx\n", getpid(),
               (unsigned long)&g_data);
        sleep(5);  // update data before
        printf("child pid: %d, reset data:\n", getpid());
        g_data.reset();
        sleep(5);  // update data later
        exit(0);
    } else if (pid > 0) {
        printf("parent pid: %d, data ptr: %#lx\n", getpid(),
               (unsigned long)&g_data);
    } else {
        printf("fork fail\n");
        exit(1);
    }

    printf("parent end, pid: %d\n", getpid());
    return 0;
}

4. 测试结果

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alloc, data ptr: 0x602140, array ptr: 0x602148
parent pid: 29118, data ptr: 0x602140
child pid: 29126, data ptr: 0x602140
child pid: 29126, reset data:
reset data, data ptr: 0x602140, array ptr: 0x602148
delete data, pid: 29126
child 29126 terminated normally with exit status = 0
sig_child_handler end, errno: 0
parent end, pid: 29118
delete data, pid: 29118
  1. 子进程拷贝父进程的数据,数据地址(虚拟地址)是一样的。
  2. 父进程 alloc 了一次数据,delete 了两次数据,子进程只是拷贝了父进程数据,没有跑父进程 fork 前的代码逻辑。 3.子进程有自己的独立空间, 子进程修改数据后,copy-on-write,子进程空间将分配新的数据空间存储新数据(top 查看进程负载情况)。

5. 参考

  • 《深入理解计算机系统》第二部分,8.4 章 进程控制